Ilmastonmuutos näkyy Suomen lämpötiloissa. Suomen vuosikeskilämpötila on viimeisen 40 vuoden aikana kohonnut 0,2...0,4 astetta vuosikymmenessä. Maapallon ilmasto lämpenee ihmiskunnan toimien seurauksena koko ajan, mutta muutoksen suuruus ja vaikutukset vaihtelevat maapallon eri osissa.

Suomi ja muut pohjoiset alueet lämpenevät enemmän kuin maapallo keskimäärin. Lämpenemistahti arktisilla alueilla on kolmin-nelinkertainen koko maapallon keskimääräiseen verrattuna.

Suomessa talvet lämpenevät keskimäärin enemmän kuin kesät. Tämä on ilmastonmuutoksen yksi tulevaisuudenkuva: entistä useammin meillä tulee olemaan varsinkin maan etelä- ja keskiosassa lauhoja, vähälumisia ja sen vuoksi myös pimeitä talvia.

Suomessa tulevina vuosikymmeninä ilmastonmuutos käy yhä selvemmäksi. Ilmaston muuttuessa sen vaihtelevuus kuitenkin säilyy. Välillä on siis edelleen keskimääräistä kylmempää ja välillä keskimääräistä lämpimämpää.

Hirmumyrskyjen ensisijainen energianlähde on lämmin meri. Koska merivedet lämpenevät ilmastonmuutoksen vaikutuksesta, tällä on arvioitu olevan vaikutusta myös hirmumyrskyjen esiintymiseen ja voimakkuuteen. Trooppisen myrskyn intensiteetin todennäköisyyttä ei voida kuitenkaan yksistään arvioida meriveden pintalämpötilan perusteella. Mutta mitä enemmän merestä voi vapautua lämpöä hirmumyrskyn kehitykseen, sitä pidemmän ajan hirmumyrskyllä on mahdollisuus muuntua vuorovaikutuksessa ilmakehässä vallitsevien meteorologisten tekijöiden kanssa.

Tällä hetkellä ilmastotutkimuksessa mallisimulaatioiden perusteella arvioidaankin, että kaikkein voimakkaimmat trooppiset myrskyt todennäköisemmin voimistuvat kuin eivät, mutta ei ole varmuutta siitä, millä aikataululla ja millä alueilla näin voi käydä.

Eräiden arvioiden mukaan ilmastonmuutos on näköpiirissä olevista ihmiskunnan ongelmista jopa vakavin. Tiedetään, että rajoittamaton ilmastonmuutos aiheuttaa riskejä hyvinvoinnille ja luonnon monimuotoisuudelle maapallon mittakaavassa. Ilmastonmuutoksen vaikutukset, haavoittuvuus vaikutuksille ja kyky toipua vaihtelevat suuresti eri valtioiden ja ihmisryhmien välillä.

Ilmaston odotetaan lämpenevän nyt nopeammin kuin tuhansiin vuosiin. Lämpeneminen johtuu kasvihuonepäästöjen voimakkaasta kasvusta sadan viime vuoden aikana. Lämpenemisestä seuraa monia haittoja: merenpinta nousee, tulvat pahenevat, kuivuus vaivaa esimerkiksi Etelä-Eurooppaa, trooppiset myrskyt voimistuvat, kasvit ja eläimet eivät ehdi sopeutua muutokseen ja ihmisten elinolojen huonontuvat monilla alueilla. Lisäksi ilmastonmuutoksella voi olla myös ennalta arvaamattomia seurauksia.

Myönteisiäkin vaikutuksia toki on: Pohjois-Euroopassa kasvukausi pitenee. Merenkulku helpottuu pohjoisilla merialueilla. Toisaalta myös haittakasvien kasvukausi pitenee.

Ilmastopaneeli IPCCn arviointiraporteissa on yhteenveto tieteellisistä tutkimuksista, joissa on selvitetty syitä maapallon keskilämpötilan nousuun. 1900-luvun puolivälin jälkeen havaittu maapallon keskilämpötilan nousu johtuu valtaosin ihmiskunnan tuottamien päästöjen aiheuttamasta kasvihuonekaasujen pitoisuuksien lisääntymisestä.

Erilaisilla ilmastonmuokkaustekniikoilla ilmastonmuutoksen vaikutuksia voitaisiin lieventää viimeisenä oljenkortena, jos ilmastonmuutos riistäytyy täysin hallinnasta. Ilmastonmuokkauksella tarkoitetaan ympäristön suunnitelmallista muuttamista suuressa mittakaavassa. Keinotekoiseen ilmastonmuokkaukseen liittyy kuitenkin suuria riskejä, joten ilmastonmuokkaus ei tarjoa vaihtoehtoa kasvihuonepäästöjen vähentämiselle.

Yksinkertaistettuna ilmastonmuokkauksen idea perustuu maapallon säteilytaseen eli säteilytasapainon muuttamiseen. Eri menetelmillä joko heijastettaisiin auringon säteilyä takaisin avaruuteen tai voimistettaisiin maapallon avaruuteen lähettämää lämpösäteilyä.

Suomessa ei ole käytössä sään- tai ilmastonmuokkaustekniikoita. Näitä aiheita kuitenkin tutkitaan Suomessa tietokonemallien avulla. Suomalaisissa tutkimuksissa ei vapauteta ilmakehään mitään yhdisteitä. Suomessa tehtävän tutkimuksen tavoitteena on mallinnuksen avulla ymmärtää, toimisivatko ehdotetut teknologiat ylipäänsä ja mitkä niiden vaikutukset ilmakehään ja ilmastoon olisivat. Säänmuokkaustekniikoita on käytössä maailmalla noin 50 maassa, ei kuitenkaan Suomessa. Ilmastonmuokkausta ei tehdä missään päin maailmaa, koska keinotekoiseen ilmastonmuokkaukseen liittyy suuria riskejä. Viime vuosina on kuitenkin tehty yksittäisiä rajattuja kokeita menetelmien toimivuuden selvittämiseksi esimerkiksi Australian rannikolla.

Tiedeyhteisö on jo pidempään ollut hyvin yksimielinen siitä, että ilmastonmuutos on tosiasia.

Ilmastonmuutosta tutkitaan hyvin monilla eri tieteenaloilla, eri aikaskaaloissa ja erilaisin menetelmin. Osa näkemyseroista saattaa johtua siitä, että tilastollinen lähestymistapa ja fysikaalisiin ilmiöihin perustuva mallittaminen eivät kohtaa toisiaan. Ilmastonmuutoksen riski näyttäytyy myös erilaisena, jos tarkastellaan vuosimiljoonia, jolloin ihmistä ei vielä ollut tai jos tarkastellaan riskiä nyky-yhteiskunnalle.

Auringon aktiivisuus ilmenee muun muassa auringonpilkkujen määrän vaihteluina. Pilkkujen ollessa runsaimmillaan Aurinko on aktiivinen, jolloin se säteilee hieman voimakkaammin. Vaihtelu noudattaa noin 11-vuotista jaksollisuutta. Aurinko säteilee siis hieman lämpimämmin auringonpilkkujen esiintymisen maksimiaikoina kuin silloin, kun niiden määrä on vähäinen. Ero huippukauden ja pohjalukemien välillä säteilyn voimakkuudessa on noin 0,1 prosenttia, josta aiheutuva muutos maapallon keskilämpötilassa on noin 0,1 °C.

Hallitusten välisen ilmastonmuutospaneelin (IPCC) mukaan Auringon lämmittävä osuus maapallon keskilämpötilan kasvussa viimeisten noin 250 vuoden aikana on ollut muutamia prosentteja kasvihuonekaasujen lisäyksestä johtuvasta lämmitystekijästä.

Maan kiertoradassa ja -asennossa aurinkoon nähden tapahtuu aivan pieniä muutoksia. Ne ovat kuitenkin hyvin pitkällä aikavälillä merkittäviä.

Viimeisten muutaman miljoonan vuoden ajan jääkausien vahvistumista ja heikkenemistä on säädellyt yhtenä tekijänä maapallon auringolta saama säteily. Säteilyn määrä ja alueellinen jakautuminen vaihtelee maapallon kiertoradan soikeuden ja kiertoakselin kallistuskulman mukaan ja riippuu myös siitä, onko pohjoisen pallonpuoliskon kesä silloin kun maapallo on kauimpana vai lähinnä aurinkoa (akselin prekessio). Kiertoradan vaihtelut tuovat ilmastoon noin 20 000 - 100 000 vuoden mittaisia heilahteluja. Kyseessä on ns. Milankovichin astronominen ilmastonvaihteluteoria. Tässä on olennaista nimenomaan säteilyn muutokset pohjoisella pallonpuoliskolla, koska Etelämantereen olosuhteisiin maapallon kiertoradan muutokset eivät juuri vaikuta.

Jääkauden alkamiselle otollisin tilanne on sellainen, että kallistuskulma on pienimmillään ja pohjoisen pallonpuoliskon kesä sattuu silloin kun maapallo on kauimpana aurinkoa ja kiertorata mahdollisimman soikea. Silloin pohjoisen pallonpuoliskon kesä on pitkä ja viileä ja talven aikana kertynyt lumi ei ehdi sulaa; alkaa jäätiköityminen. Viilentyminen vähentää ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta sen imeytyessä meriin. Tällöin kasvihuone-efekti heikkenee ja ilman lämpötila laskee entisestään. Kiertoradan muutokset ja niiden kautta tuleva auringonsäteilyn jakauma maapallolla ei siten yksin riitä selittämään jääkausivaihtelua.

Jääkauden päättymiselle suotuisat astronomiset olosuhteet ovat päinvastaiset. Viimeksi maapallon kiertoakselin kallistuskulma oli suurimmillaan noin 10 500 vuotta sitten, jolloin napapiiri kulki vähän Oulun pohjoispuolelta ja kesät olivat siten nykyistä kuumemmat.

Hallitustenvälinen ilmastopaneeli (Integovernmental Panel on Climate Change, IPCC) kokoaa tiedeyhteisön laatimaan arviot ilmaston tilasta, ilmastonmuutoksen vaikutuksista sekä keinoista ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi ja siihen sopeutumiseksi. Tämän YK:n alaisen tieteellisen paneelin tehtävänä on koota luotettavaa, päätöksentekijöille ymmärrettävässä muodossa olevaa tietoa ilmastonmuutoksesta.

IPCC ei tee ilmastopolitiikkaa vaan analysoi tuoreimman tieteellisen, teknisen ja taloudellis-yhteiskunnallisen kirjallisuuden. Se tuottaa ilmastonmuutokseen liittyviä arviointiraportteja sekä ohjeita ilmastoa muuttavien päästöjen laskemiseksi.

Jos oletetaan keskivertoihmisen energiankulutukseksi vuorokaudessa 2500 kilokaloria, tämä vastaisi noin 120 watin lämmitystehoa /henkilö. Tällöin maapallon 7 miljardia ihmistä tuottaisivat yhteensä lämpöä 850 gigawatin teholla (850 x 10^9 W). Jos tämä lämpö jaettaisiin tasan koko maapallolle (pinta-ala 510 miljoonaa neliökilometriä), lämmitystehoa kertyisi 1.7 milliwattia eli watin tuhannesosaa neliömetriä kohden.

Ihmiskunnan tuottamat hiilidioksidin ja muiden kasvihuonekaasujen päästöt ovat vastaavasti sysänneet maapallon runsaan kahden watin lämpöepätasapainoon neliömetriä kohti. Tämä lämpöylijäämä saa ilmaston asteittain lämpenemään. Laskelma siis osoittaa, että kasvihuonekaasupäästöjen vaikutukseen verrattuna ihmiskunnan elintoimintojen tuottama lämpö on vain noin tuhannesosa.

Tulosta ei kuitenkaan pidä tulkita niin, etteikö väestönkasvulla olisi merkitystä ilmastonmuutoksen aiheuttajana. Päin vastoin - mitä enemmän maailmassa on ihmisiä, sitä enemmän käytetään fossiilisia polttoaineita energian tuottamiseen ja raivataan metsiä pelloiksi. Kun kehittyvien maiden asukkaat (ymmärrettävästi) tavoittelevat länsimaista elintasoa ja samalla siellä väki lisääntyy, uhkaavat päästöt yhä vain kasvaa. Niissä maissa, joissa syntyvyys edelleen on suurta, pitääkin energiansäästön ja uusien energiantuotantotapojen ohella panostaa myös väestöpolitiikkaan.

Skenaario on johdonmukainen tapahtumien ketju, joka etenee nykytilanteesta tulevaisuuteen tiettyjen oletusten ohjaamana. Skenaario ei ole ennuste, sillä se ei koeta kuvata kaikista todennäköisintä kehityskulkua. Sen sijaan skenaarioajattelussa pyritään kuvaamaan useita erilaisia tapahtumapolkuja ja vaihtoehtoisia tulevaisuuden tiloja, ja tätä kautta ymmärtämään, mitkä tekijät voivat johtaa erilaisiin tulevaisuuskuviin.

Skenaarioita on erilaisia. Päästö- ja ilmastoskenaario eroavat toisistaan niiden tarkasteleman kokonaisuuden suhteen. Päästöskenaariot kuvaavat, miten ihmiskunnan päästöt tulevat muuttumaan tulevaisuudessa, kun tehdään erilaisia oletuksia ihmistoiminnasta. Ilmastoskenaario taas kuvaa mahdollista tulevaisuuden ilmastoa tietyissä olosuhteissa, kun taustalle oletetaan tietynlainen ihmisen aiheuttama päästöskenaario. Ilmastoskenaariot lasketaan ilmastomalleilla.