«изменением климата» называют прогрессивно направленные изменения метеорологических элементов, вместе с тем так же называют и колебания, имеющие определенную ритмичность. Объективными показателем изменчивости и колебаний климата являются результаты инструментальных: наблюдений метеорологических станций.
Регулярные наблюдения в отдельных пунктах систематически ведутся с XVIII в. Поэтому использование прямых измерений для восстановления климатов прошлого ограничено имеющимися рядами наблюдений.
Косвенные признаки изменения климатического режима могут содержаться в информации об осадочных породах (ископаемые останки животных и растений) или плотности расположения «годовых колец» на срезах деревьев, а также характере изменения почвенного профиля.
В историческую эпоху, помимо геологических сведений, используются результаты археологических открытий, исторические памятники, а за последние 2–3 столетия и результаты инструментальных измерений.
Для Европы установлена некоторая последовательность изменений климата в течение последних несколько тысяч лет. Примерно за 500 лет до н.э. количество выпадающих осадков резко увеличилось и климат стал более влажным и прохладным. К началу нашей эры климат стал сходен с современным. В течение 11–13 в.в. климат стал более мягким и сухим. На территории Европы ледники имели наименьшее распространение, В Гренландии занимались скотоводством. В 15–16 веках наступило значительное похолодание, увеличилась ледовитость морей. В 19 веке тенденция снова резко изменилась, и началось современное потепление.
Поскольку за этот период имеются метеорологические измерения, можно утверждать, что современное потепление охватило весь земной шар. Это потепление началось в 50–70 годы 19 века и усилилось к двадцатым годам прошлого века. Средние годовые температуры возросли на 3–5ºС. Уменьшилась ледовитость морей. Во второй половине 20 века потепление, по всей видимости, сменилось похолоданием. В Арктике этот процесс начался еще раньше. В настоящее время вновь происходит процесс некоторого потепления.
Основной причиной климатических колебаний считается изменение солнечной активности с 11-летним и 80-летним циклами. Предполагается, что совместно они создают новый, 250-летний цикл. Современное потепление в этом случае можно связать с совпадением 250-летнего и 80-летнего циклов солнечной активности, минимумы которых совпали в середине 20 века.
Гипотезы, объясняющие изменение климатов в прошлом, обычно объединяют в три группы.
Первая группа включает астрономические гипотезы, которые, связывают изменение климата с изменениями элементов земной орбиты (ее формы, положения в пространстве) и с перемещениями оси вращения Земли.
Вторая группа состоит из физических гипотез, объясняющих смену климатов Земли изменением количества и спектрального состава солнечной радиации, поступающей на земную поверхность как в результате развития физических процессов на Солнце, так и из-за изменения оптических свойств земной атмосферы и процессов, в ней происходящих.
Третья группа — гипотезы геолого-географические, в соответствии с которыми причины изменения климата связываются с тектоническими процессами: с образованием крупных поднятий земной коры, изменениями площади суши и моря (их расположения и очертаний), с изменениями направления и мощности морских течений.
Начиная с 1970 года, появляется новая причина изменения климата – человеческая деятельность, поэтому для объяснения существующих климатических изменений необходимы гипотезы, учитывающие и этот фактор.
