start=24|thumb|thumbtime=909|300px|Klimaatwetenschapper prof. dr. Wim Thiery (VUB) over de opwarming van de Aarde – Universiteit van Vlaanderen
De opwarming van de Aarde is de stijging van de wereldtemperatuur sinds de pre-industriële periode. De gemiddelde luchttemperatuur van de atmosfeer van de Aarde op grondhoogte was in de periode van 2015 tot 2024 ongeveer 1,24 °C (1,11–1,35 °C) hoger dan in de periode van 1850 tot 1900. Deze opwarming gaat gepaard met een mondiale klimaatverandering met veranderingen in de hoeveelheid regen en woestijnvorming. De opwarming van de Aarde is een onderdeel van de meer algemene milieuproblematiek.
Er is een wetenschappelijke consensus over klimaatverandering. Onder klimaatwetenschappers is het onomstreden dat de gemiddelde temperatuur op Aarde sinds het midden van de 20e eeuw is toegenomen. Ook over de oorzaak is er consensus: deze trend wordt vooral door een stijging veroorzaakt van de concentratie broeikasgassen in de atmosfeer en dit is weer het gevolg van menselijke activiteiten. Daaronder vallen gebruik van fossiele brandstoffen, ontbossing en bepaalde industriële en agrarische activiteiten. Sinds begin 21e eeuw zijn ook het publiek en politici in meerderheid de mening toegedaan dat er een klimaatprobleem bestaat en dat dit in belangrijke mate het gevolg is van menselijk handelen.
Grote klimaatveranderingen hebben een ontwrichtende werking en hebben eerder geleid tot het uitsterven van soorten, de migratie van populaties en grote veranderingen in het landoppervlak en de oceaancirculatie. De snelheid van de huidige klimaatverandering is hoger dan de meeste eerdere veranderingen, waardoor adaptatie voor de natuur en aanpassing voor de menselijke maatschappij moeilijker is. Daarnaast maakt de toegenomen complexiteit van de menselijke samenleving dat er een toenemend risico is.The Royal Society (2014): '6. Climate is always changing. Why is climate change of concern now?' De huidige klimaatverandering houdt dan ook een aanmerkelijk grotere kans op schade in.
Met name temperatuurstijgingen van meer dan 2 °C brengen grote veranderingen met zich mee voor mens en milieu, onder andere door zeespiegelstijging, toename van droogte- en hitteperioden, extreme neerslag en afname van biodiversiteit. Summary for Policymakers in Climate Change 2014: Impacts, Adaptation and Vulnerability Een temperatuurstijging van 2 °C heeft waarschijnlijk veel verstrekkender en minder voorspelbare gevolgen dan een stijging van 1,5 °C.Report on the structured expert dialogue on the 2013–2015. UNFCCC
Er zijn verschillende maatregelen mogelijk om de schade door klimaatverandering te minimaliseren. Aan de ene kant is het mogelijk de oorzaak aan te pakken (mitigatie): minder broeikasgassen uitstoten door het energiegebruik te verduurzamen en natuurgebieden beter te beschermen. Aan de andere kant zullen maatschappijen zich moeten aanpassen (adaptatie) door bijvoorbeeld dijken te verstevigen en beter aangepaste gewassen te verbouwen. In het akkoord van Parijs van december 2015 werd afgesproken de opwarming van de Aarde te beperken tot ruim onder 2 °C, maar bij voorkeur tot maximaal 1,5 °C. Dit gemeten ten opzichte van de waarde pre-industrieel. In het tijdvak 1990-2022 bedroeg het verschil gemiddeld over de periode plus 0,9 graad. Tevens is in dit verdrag afgesproken dat er geld vrijkomt om armere landen te helpen met nodige aanpassingen.
Terminologie Opwarming van de aarde, klimaatverandering, klimaatopwarming, klimaatontwrichting, klimaatverstoring en klimaatcrisis worden dikwijls door elkaar gebruikt. Strikt genomen verwijst de opwarming van de aarde louter naar de toename van de gemiddelde oppervlaktetemperatuur, omvat klimaatverandering alle veranderingen in het weer en klimaat als gevolg van deze temperatuursstijging en omvat klimaatcrisis naast de opwarming en klimaatveranderingen ook de negatieve gevolgen voor de mensheid. Daarnaast benadrukt het woord klimaatcrisis de urgentie om maatregelen te nemen en de omvang van de schade op mens en natuur. Als laatste kan klimaatverandering ook worden gebruikt voor elke verandering in het klimaat in het geologische verleden.
Observaties
Er is een groot aantal onafhankelijke observaties vanuit verschillende wetenschapsgebieden, zoals de meteorologie, glaciologie, oceanografie en biologie, waaruit blijkt dat de Aarde opwarmt.
Uit de meteorologie blijkt dat de temperaturen boven land en boven de oceanen, gecorrigeerd voor effecten zoals het hitte-eilandeffect, systematisch oplopen. De gemiddelde oppervlaktetemperatuur was in de periode 2014-2023 1,19 °C (1,06–1,30 °C) hoger dan in de periode 1850–1900. De opwarming is sterker boven land (ongeveer 1,81 °C) dan boven de oceanen. Uit analyse van vele gletsjers volgt dezelfde historische opwarmingskromme van de Aarde als uit directe temperatuurmetingen. Er is opwarming waargenomen in alle lagen van de oceaan.
Enkele extreme weersomstandigheden komen vaker voor. Zo zijn er gemiddeld meer uitzonderlijk warme dagen en minder uitzonderlijk koude dagen en is het aantal hittegolven toegenomen. Ook in de oceaan zijn er meer hittegolven. Metingen in het Noordpoolgebied laten zien dat de temperaturen boven het wereldwijd gemiddelde liggen. Een afname van het drijfijs in de Noordelijke IJszee is het gevolg. Het is zeer waarschijnlijk dat menselijke activiteiten hiervan de hoofdoorzaak zijn. Zware regenval is over de hele wereld toegenomen in frequentie en intensiteit.
Andere aanwijzingen zijn de (gedeeltelijke) afsmelting en terugtrekking van de meeste gletsjers, het afsmelten van landijs bij de Zuidpool, het zee-ijs rond de Noordpool en van de ijskap op Groenland en de stijging van de zeespiegel. Summary for Policymakers, Observed Changes in the Climate System., in IPCC AR5 Climate Change 2013: The Physical Science Basis 2013. Ook neemt men verzuring van de oceanen waar: de pH van water is met 0,1 afgenomen door toename van CO2 sinds het begin van de industriële revolutie, wat overeenkomt met een toename van 26% in waterstofionenconcentratie. De lente begint gemiddeld vroeger en het groeiseizoen van zowel flora als fauna is langer. De boomgrens in gebergten is verschoven naar grotere hoogten, leefgebieden van flora en fauna zijn verschoven naar hoger gelegen gebieden en gebieden op een hogere breedtegraad, dichter bij de polen.
Daarnaast wordt er een energieonbalans in de buitenste laag van de atmosfeer gemeten: er komt meer (stralings)energie binnen dan er wordt uitgezonden naar de ruimte. Dit energieoverschot wordt voor het grootste deel omgezet in warmte.
Natuurlijke fluctuaties in temperaturen kunnen de achtergrondopwarming versterken of juist maskeren. De mogelijk vertraagde opwarming tussen 2000 en 2012 is hier een voorbeeld van. Deze vertraging was echter niet alleen het gevolg van interne fluctuaties, maar ook van een verminderde externe forcering. Deze periode kenmerkte zich door minder zonnestraling en verhoogde vulkanische activiteit. Deeltjes uitgestoten bij vulkaanuitbarstingen houden zonlicht tegen.
Vergelijking met natuurlijke klimaatverandering
thumb|300px|Temperatuur van de afgelopen 2000 jaar, zoals geschat uit verschillende proxies De temperatuur op Aarde wordt sinds halverwege de 19e eeuw systematisch gemeten. Uit de hieruit verkregen gegevens is gebleken dat de temperatuur op Aarde sinds 1880 significant stijgt.NASA Finds 2011 Ninth Warmest Year on Record National Aeronautics and Space Administration/Goddard Institute for Space Studies, 19 januari 2012 Vóór 1850 werden directe temperatuurmetingen niet systematisch uitgevoerd; vanwege het gebrek aan technische hulpmiddelen en de beperkte geografische spreiding worden deze metingen dan ook beschouwd als onnauwkeurig. Historische temperaturen worden daarom in kaart gebracht door inventarisatie van secundaire effecten zoals de jaarringen van bomen, de ontwikkeling van koraal en de resten van gassen in ijs op Antarctica. Deze afgeleide metingen, proxies genoemd, zijn minder nauwkeurig dan de moderne temperatuurmetingen, maar laten zien dat de mondiale temperatuur ongekend hoog was gedurende de late 20e eeuw en aan het begin van de 21e eeuw in vergelijking met ten minste de laatste 2000 jaar (zie bijbehorende grafiek). Ook uitgesproken veranderingen in deze periode, zoals smeltende ijskappen en de terugtrekking van gletsjers over de hele wereld, verlopen in een ongekend tempo in vergelijking met ten minste de laatste 2000 jaar.Committee on Surface Temperature Reconstructions for the Last 2,000 Years, National Research Council. (2006) "Summary." Surface Temperature Reconstructions for the Last 2,000 Years. Washington, DC: The National Academies Press
Op een schaal van tienduizenden jaren zijn er cycli van glacialen waar te nemen. Glacialen zijn relatief korte koude periodes binnen een ijstijdvak, die zich gemiddeld eens in de 10.000 tot 30.000 jaar voordoen. Gedurende een glaciaal is het gemiddeld zo'n 5 tot 8 graden kouder dan in een interglaciaal en is de CO2-concentratie substantieel lager (zie bijbehorende grafiek). Het laatste glaciaal eindigde ruwweg 10.000 jaar geleden. Wanneer men nog verder terugkijkt in het verleden, valt te constateren dat de gemiddelde temperatuur op Aarde zowel substantieel lager als substantieel hoger is geweest dan nu.
Oorzaken
Het IPCC concludeerde in zijn vierde rapport uit 2007, dat de opwarming van de Aarde "onmiskenbaar" aan de gang was. Het werd "zeer waarschijnlijk" geacht dat de dominante oorzaak menselijk handelen was. Section 2. Causes of change in Summary for Policymakers, in IPCC AR4 SYR 2007. In opvolgende rapporten was het IPCC steeds stelliger over de mens als veroorzaker. In het zesde rapport, het IPCC-rapport uit 2021, schrijft het panel:
Broeikasgassen hebben voor opwarming gezorgd, voornamelijk en methaan. Roet en deeltjes (aerosolen) hebben juist een verkoelend effect gehad. Het effect van veranderingen in zonne-straling en klimaatfluctuaties is klein, en kan zowel licht positief als licht negatief geweest zijn. Het effect van de broeikasgassen is echter zo groot dat het alle andere factoren die nu het klimaat beïnvloeden overschaduwt.
Invloed van de mens Versterkt broeikaseffect
thumb|300px|Toename CO2 in de aardatmosfeer. Deze grafiek staat bekend als de Keelingcurve. thumb|300px|Toename CH4 in de aardatmosfeer.
De opwarming van de aarde is het gevolg van versterkt broeikaseffect veroorzaakt door broeikasgassen, waarvan de uitstoot sinds de industriële revolutie sterk is toegenomen. Broeikasgasemissies (gemeten in CO2-equivalenten) stegen in de periode tussen 2000 en 2010 gemiddeld 2,2% per jaar, vergeleken met 1,3% per jaar in de periode 1970–2000., Summary for Policymakers, Trends in stocks and flows of greenhouse gases and their drivers, p. 6, in Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change.
Voorbeelden van broeikasgassen zijn waterdamp, kooldioxide (CO2), methaan (CH4), lachgas (N2O) en cfk's. Deze broeikasgassen absorberen de warmtestraling van de Aarde en zenden die deels weer terug naar het aardoppervlak, in plaats van deze door te laten richting de stratosfeer, waardoor de Aarde meer energie vasthoudt. Dit komt overeen met metingen dat er meer energie de Aarde bereikt dan ze verlaat. Deze onbalans wordt ook wel een positieve stralingsforcering genoemd en draagt bij aan de opwarming van de Aarde. Als gevolg van dit versterkte broeikaseffect worden de lagere atmosfeer en het aardoppervlak warmer en de stratosfeer kouder. De concentraties broeikasgassen in de atmosfeer zijn de hoogste in minstens 800.000 jaar.
De toename van broeikasgassen is grotendeels het gevolg van menselijk handelen: verbranding van fossiele brandstoffen (inclusief de onbedoelde kolenbranden), productie van cement. Ook landbouw, veeteelt en verandering van landgebruik (voornamelijk ontbossing) dragen bij aan de verhoging van de concentraties broeikasgassen.