Ответ на эти вопросы сводится к определению классического измерения параметров климата (например температуры, осадков, уровня моря, а также экстремальных явлений, включая наводнения, засухи и штормы), других компонентов климатической системы Земли (например парниковых газов и аэрозолей, экологических систем), а также здоровья людей и положения в социально-экономических секторах. Изменение климата, в соответствии с определением МГЭИК, означает статистически значимую изменчивость на протяжении длительного периода времени, обычно несколько десятилетий или больше. Оно включает сдвиги в частотности и масштабе спорадических погодных явлений, а также медленное и непрерывное повышение средней температуры на поверхности Земли. Таким образом, анализируемый здесь вопрос включает колебания климата-погоды в пределах всех временных и пространственных шкал, которые варьируются от коротких жестоких штормов до сезонных явлений типа Эль-Ниньо, засух, классифицируемых по десятилетней шкале, и вековые колебания температуры и ледяного покрова. Хотя быстротечные колебания климата в настоящее время, как считается, носят преимущественно естественный характер, их воздействия анализируются в этом разделе, поскольку они представляют собой тот тип изменений, который может приобрести более доминирующий характер в условиях будущего климата, нарушенного деятельностью человека (см. вопрос 4). Установление причин этих явлений здесь используется в качестве своего рода процесса определения наиболее вероятных причин обнаруженных изменений на некотором определенном доверительном уровне. Этот анализ касается как изменения климата, который объясняется влиянием человека, так и изменения климата, которое в настоящее время, возможно, носит естественный характер, но в будущем может измениться под воздействием деятельности человека (см. вставку 3-1).

Выбросы парниковых газов и аэрозолей, обусловленные антропогенной деятельностью, продолжают изменять атмосферу таким образом, что, как ожидается, это может сказаться на климате (см. таблицу 2-1).

Концентрации парниковых газов в атмосфере и их внешнее радиационное воздействие, в общем и целом, в течение ХХ века увеличивались в результате антропогенной деятельности. Концентрация практически всех парниковых газов достигла максимального зарегистрированного уровня в 90-х годах и продолжает повышаться (см. рисунок 2-1). На протяжении последних 420 тысяч лет концентрации диоксида углерода (СО₂) и метана (СН₄) в атмосфере подвергались существенным колебаниям в ходе ледниковых эпох и межледниковья, однако даже максимальные из этих предшествующих величин гораздо меньше, нежели нынешние атмосферные концентрации этих газов. С точки зрения радиационного воздействия парниковых газов, выбрасываемых в результате антропогенной деятельности, СО₂ и СН₄ занимают, соответственно, первое и второе место по своей значимости. С 1750 по 2000 год концентрация СО₂ увеличилась на 31±4%, а концентрация СН₄ – на 151±25% (см. вставку 2-1 и рисунок 2-1). Эти темпы увеличения беспрецедентны. В результате сжигания ископаемых видов топлива в 80-е годы в среднем выбрасывалось 5,4 Гт С/год^–1, а в 90-е годы этот показатель увеличился до 6,3 Гт С/год^–1. Приблизительно три четверти этого увеличения атмосферной концентрации СО₂ в 90-е годы обусловлено сжиганием ископаемых видов топлива, а остальная часть приходится на изменения в землепользовании, включая обезлесение. На протяжении ХIХ и в большой степени ХХ века земная биосфера была, в общем и целом, источником атмосферного СО₂, однако ближе к концу ХХ века она превратилась в чистый поглотитель. Повышение СН₄ вызвано, как установлено, выбросами, связанными с использованием энергии, животноводством, возделыванием риса и свалками. Повышение концентрации других парниковых газов – прежде всего тропосферного озона (О₃), который занимает третье по значимости место, – непосредственно объясняется сжиганием ископаемых видов топлива, а также другими промышленными и сельскохозяйственными выбросами.