Zmiana klimatu odnosi się do stopniowej zmiany klimatu w czasie. Klimat reprezentuje średnie warunki atmosferyczne w długim okresie czasu. Obejmuje to temperaturę, wiatr, opady i inne czynniki.
Zmiany klimatu zawsze występują, ale współczesne zmiany klimatu odnoszą się głównie do niedawnego wzrostu temperatur, który został wykryty od połowy XX wieku. Średnia globalna temperatura wzrosła o około 1,62 stopnia Fahrenheita od XIX wieku. Ten wzrost temperatury przyczynia się do topnienia lodowców i pokryw lodowych na całym świecie oraz ocieplania oceanów wśród innych zjawisk. Ostatnio nastąpił również wzrost ekstremalnych zjawisk pogodowych, które mogą być również związane z tą zmianą klimatu.
Zmiany klimatu są spowodowane różnymi czynnikami. Czynniki te obejmują zmiany składu atmosfery, cykle Milankovitcha i aktywność Słońca.
Niektóre gazy, takie jak gazy cieplarniane, odgrywają ważną rolę w regulacji temperatury. Gazy, takie jak na przykład dwutlenek węgla i metan, są znane z zatrzymywania ciepła w atmosferze. Kiedy ilość gazów cieplarnianych w atmosferze zmienia się znacznie, zwykle powoduje to zmianę globalnych temperatur. Fazy w historii Ziemi, w których nastąpił wzrost dwutlenku węgla i innych gazów zatrzymujących ciepło, również doświadczyły wzrostu średniej globalnej temperatury. Powszechnym naturalnym źródłem dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych jest wulkanizm. długie okresy zwiększonego wulkanizmu z powodu bardziej aktywnych płyt tektonicznych były zazwyczaj cieplejsze ze względu na wzrost ilości gazów cieplarnianych wytwarzanych przez erupcje wulkaniczne.
W dzisiejszych czasach ludzka cywilizacja wytwarza znacznie więcej dwutlenku węgla niż źródła geologiczne, co powoduje, że ludzie są głównymi czynnikami napędzającymi najbardziej znaczące zmiany klimatu, jakie mają dziś miejsce.
Gdy Ziemia i inne planety krążą wokół Słońca, przechodzą niewielkie zmiany ruchu i orientacji. Trzy główne typy zmian to precesja, zmiany w nachyleniu oraz zmiany w kształcie lub ekscentryczności orbity. Precesja wiąże się ze zmianą orientacji Ziemi względem Słońca. Skośność obejmuje kąt osiowego pochylenia Ziemi. Wszystkie te zmiany mają wpływ na klimat. Na przykład podczas północnej zimy, kiedy półkula północna jest odchylana od Słońca, Ziemia jest faktycznie bliżej Słońca na swojej orbicie niż podczas lata północnego, kiedy półkula północna jest pochylona w kierunku Słońca. Powoduje to nieco łagodniejsze północne zimy i lata oraz bardziej intensywne południowe lata i zimy. Wynika to z obecnego kształtu orbity Ziemi. W pewnym momencie kształt orbity Ziemi zmieni się, więc już tak nie jest. Będzie bliżej latem na północy i dalej podczas zimy na północy, co będzie skutkowało bardziej surowymi porami roku na półkuli północnej. Ponadto, gdyby Ziemia miała większe nachylenie osiowe, powiedzmy 30 stopni zamiast około 23,5 stopnia, kontrast między porami roku na obu półkulach byłby większy niż obecnie. Im wyższy kąt nachylenia osiowego lub im wyższa jest nachylenie, tym bardziej intensywna staje się różnica między porami roku. Efekty cykli Milankovitcha są widoczne w zapisie geologicznym.
Innym zjawiskiem, które wpływa na klimat, jest aktywność słońca lub słoneczna pogoda. Atmosfera słoneczna wytwarza rozbłyski słoneczne, które mają wpływ na pogodę kosmiczną. Częstotliwość tych zdarzeń wydaje się być związana z cyklem plam słonecznych trwającym około 11 lat, podczas którego liczba plam słonecznych na słońcu będzie się regularnie powiększać i kurczyć. Ten normalny 11-letni cykl jest czasami przerywany długimi, trwającymi od dziesięcioleci okresami, w których aktywność Słońca na plamie jest niewielka lub nie ma jej wcale. Te trwające dekadę okresy niskiej aktywności są historycznie związane z zimnymi okresami na Ziemi. Słynny przykład to Minimum Maundera, które rozpoczęło się w 1645 roku i trwało do 1715 roku. W tej epoce prawie nie było aktywności plam słonecznych na Słońcu. Ten okres był także czasem skrajnego zimna w i tak już zimnej Małej Erze Lodowej, która trwała od 1300 do 1850 roku.
W ciągu ostatnich kilku lat aktywność plam słonecznych spadała, co sugeruje, że wkraczamy w nowy okres niskiego poziomu energii słonecznej, który może trwać 50 lat.
Współczesnych zmian klimatu nie najlepiej tłumaczy się zmianami aktywności słonecznej. Wynika to z faktu, że zgodnie z ostatnimi pomiarami aktywności słonecznej klimat Ziemi powinien być coraz zimniejszy, a nie cieplejszy, jeśli aktywność słoneczna jest czynnikiem napędzającym współczesną zmianę klimatu.
Zmiana środowiska może odnosić się do różnych czynników, które zmieniają środowisko naturalne regionu, regionu lub planety. Czynniki zmiany środowiska obejmują czynniki atmosferyczne, takie jak zmiany temperatury atmosferycznej, czynniki geologiczne, takie jak erozja, wietrzenie i tektonizm, oraz czynniki biologiczne, takie jak wprowadzenie gatunków inwazyjnych.
Geologia odgrywa ważną rolę w środowisku. Najważniejsze czynniki geologiczne wpływające na zmianę środowiska obejmują wulkanizm, erozję i wietrzenie.
Wulkanizm wprowadza nowe minerały do gleby, a także gazy do atmosfery. Wprowadzenie składników mineralnych do gleby jest jednym z powodów, dla których gleby wulkaniczne należą do najbardziej żyznych na świecie. Wulkany mogą również zmieniać skład atmosfery, emitując gazy, takie jak dwutlenek węgla i siarka.
Tektonika płyt powoduje wulkanizm. Tworzy także góry i doliny. Kiedy góry powstają poprzez podniesienie tektoniczne, zmienia to gradient stoków i może zwiększać erozję od wiatru i wody. Wzrost erozji zwiększa ilość osadów i składników odżywczych, które dostają się do rzek, dolin i oceanów. Z czasem może to mieć znaczący wpływ na środowisko lokalne. Zmiana dostępności składników odżywczych w wyniku erozji może spowodować zmianę w ekosystemie.
Wprowadzenie nowych organizmów może również powodować znaczące zmiany środowiskowe. Obejmuje to gatunki inwazyjne. Słynny przypadek to Wyspa Bożego Narodzenia, gdzie wprowadzenie żółtych szalonych mrówek doprowadziło do zakłócenia lokalnego ekosystemu i zagroziło lokalnej populacji kraba. Innym przykładem jest wprowadzenie argentyńskich mrówek do miejsc na całym świecie. Mrówki te stają się głównymi szkodnikami i powodują poważne problemy dla rodzimych populacji mrówek, które są niezbędne dla lokalnych ekosystemów. Ludzie byli prawdopodobnie jednym z najbardziej wpływowych gatunków we współczesnych czasach w kształtowaniu środowiska i powodowaniu zmian w środowisku. Ludzie są przyczyną rosnącego masowego wymierania, zmniejszania się lasów na całym świecie i szybkiego rozwoju nowego biomu, miast.
Zmiany klimatu i zmiany środowiskowe mają znaczący wpływ na życie na tej planecie. Oba są spowodowane głównie działalnością człowieka we współczesnych czasach.
Chociaż istnieją podobieństwa między zmianami klimatu a zmianami środowiska, istnieją również ważne różnice. Różnice te obejmują:.
Zmiana klimatu odnosi się do zmian w regularnych procesach atmosferycznych w regionie. Na zmiany klimatu wpływ mają przede wszystkim zmiany składu atmosfery, cykle Milankovitcha i zmiany aktywności słonecznej. Współczesne zmiany klimatu wiążą się ze wzrostem średniej globalnej temperatury z powodu wzrostu emisji gazów cieplarnianych w atmosferze w ciągu ostatnich kilkuset lat z powodu uprzemysłowienia. Spowodowało to stopienie się lodowców, ocieplenie oceanu i wzrost ekstremalnych zjawisk pogodowych wśród innych efektów. Zmiana środowiska odnosi się do zmiany warunków naturalnych w lokalizacjach, regionach lub na całej planecie. Czynniki napędzające zmiany środowiskowe obejmują czynniki atmosferyczne, takie jak zmiana temperatury atmosferycznej, czynniki geologiczne, takie jak wulkanizm, erozja i wietrzenie, oraz czynniki biologiczne, takie jak gatunki inwazyjne. Zmiany klimatu i zmiany środowiskowe są podobne, ponieważ oba są znaczące dla życia na planecie i oba są w większości spowodowane przez człowieka w czasach nowożytnych. Różnią się jednak tym, że zmiany klimatu dotyczą przede wszystkim procesów atmosferycznych, podczas gdy zmiany środowiskowe obejmują wszystkie procesy kształtujące środowisko. Zmiany klimatu można również uznać za podkategorię zmian środowiskowych. Co więcej, zmiany środowiskowe są bardziej ograniczone, ponieważ istnieją formy zmian środowiskowych, które ludzie złagodzili, takie jak zubożenie warstwy ozonowej, podczas gdy antropogeniczne zmiany klimatu to nowy problem, który należy jeszcze złagodzić. Ponadto ludzie byli istotną przyczyną zmian klimatu od 100-200 lat, podczas gdy ludzie byli głównymi motorami zmian środowiskowych od czasu pojawienia się nowoczesnych behawioralnie Homo sapiens jakieś 100 000 lat temu.