איור: אפקט החממה
שלושה גורמים עיקריים משפיעים באופן ישיר על מאזן האנרגיה של כדור הארץ:
 
  • שטף הקרינה הנכנסת (total energy influx) התלוי במרחק של כדור הארץ מהשמש ובפעילות השמש.
  • ההרכב הכימי של האטמוספרה, התלוי בהרכב הגזים באטמוספרה ובריכוזים היחסיים של גזי החממה.
  • האלבדו (albedo) – החזר הקרינה מכדור הארץ, התלוי בכיסוי הקרקע ובכמות החלקיקים באטמוספרה.
גרף: אילוץ קרינתי (וואט למטר רבוע) מגורמים שונים

כל שינוי במאזן האנרגיה של מערכת האטמוספרה של כדור הארץ מוגדר כאילוץ קרינתי (Radiative forcing) ומבוטא ביחידות הספק לשטח (ואט למטר רבוע). מדד זה מבטא את ההשפעה היחסית של גורמים שונים על האיזון בין הקרינה הנכנסת לתוך האטמוספרה של כדור הארץ לבין הקרינה הנפלטת החוצה. מדד האילוץ הקרינתי מאפשר להשוות את חשיבותם של גורמים טבעיים ואנושיים בהנעת מגמות של שינויי אקלים.

גרף: מגמות שינוי בפיזור המשקעים השנתי: 1900 - 2000

ההתחממות העולמית משנה את דגם המשקעים העולמי. מעקב מדעי ארוך טווח מראה כי במהלך המאה ה-20 אזורים מסוימים בעולם חוו עליה בכמות המשקעים השנתית הממוצעת, ואילו אזורים אחרים חוו ירידה במשקעים.

מפה: סטייה של הטמפרטורה השנתית הממוצעת

הטמפרטורה העולמית הממוצעת עלתה ב-0.4°C בין השנים 1992 ל-2010. אמנם הטמפרטורה הממוצעת משתנה בין שנים (למשל בעקבות אירועי אל-ניניו), אך בהתבוננות ארוכת טווח ניתן ללמוד על עלייה מתמדת בטמפרטורה.

גרף: עשר השנים החמות ביותר. הדירוג הגבוה ביותר = השנה החמה ביותר מאז תחילת תיעוד טמפרטורה בשנת 1980 על פי מדידות של המכון המטאורולוגי הבריטי, NOAA, נאס"א והסוכנות המטאורולוגית היפנית.

על פי ארבעת מכוני המחקר המובילים, מארצות הברית (נאס"א, NOAA), בריטניה (K-MetOffice) ויפן (JMA), עשר השנים החמות ביותר היו כולן לאחר 1998. 18 מתוך 21 השנים האחרונות מככבות ברשימת 20 השנים החמות ביותר מאז החלו מדידות טמפרטורה אמינות בשנת 1880. נתונים וממצאים אלו מחזקים את המסקנה הרווחת בדבר מגמה מתמדת של עלייה בטמפרטורה, למרות הבדלים בין שנים ובין אזורים.

Permafrost in Fairbanks, Alaska. NOAA

העלייה בטמפרטורה אינה זהה בקווי הרוחב השונים. באיור מוצגת הסטייה של הטמפרטורה בשנים 2010-2005 בהשוואה לתקופה שבין 1951 ל-1980, על פי קווי רוחב. השינויים הקיצוניים ביותר בטמפרטורה מתרחשים בקווי הרוחב הצפוניים הגבוהים. אחת ההשלכות של התחממות זו היא הפשרה של קרחונים ושל שכבת הפרמה-פרוסט (קרקע קפואת-עד). ההתחממות משפיעה גם על המינים שבאזור – מחקר על 1,700 מינים תיעד נדידה של 40 קילומטרים צפונה בין השנים 1975 ל-2005 ועלייה בגובה הטופוגרפי באלפים של שישה מטרים בעשור במחצית השנייה של המאה העשרים.

גרף: גובה פני הים בשנים 1992 - 2011

עם העלייה בטמפרטורת האטמוספרה, חלה עלייה גם בטמפרטורת האוקיינוסים. במהלך 20 השנים האחרונות חלה עלייה מתמדת בטמפרטורת האוקיינוסים: בשנת 1992 הייתה טמפרטורת האוקיינוסים גבוהה ב-0.22°C מהממוצע ארוך הטווח, ואילו בשנת 2010 עלתה הסטייה ל-0.5°C.

מאגר הידע