Klimatická zmena je akákoľvek dlhodobá význačná zmena zabehaných trendov počasia na určitom území alebo na Zemi ako celku. Zmeny klímy sa primárne odvíjajú od zmien energetickej bilancie Zeme. Zmeny energetickej bilancie môžu mať množstvo príčin, ktoré majú svoj pôvod vnútri i mimo klimatického systému Zeme.
Medzi príčiny zmien množstva slnečnej energie našou planétou prijatej patria viaceré astronomické vplyvy ako sú cyklické zmeny tvaru (výstrednosti) obežnej dráhy Zeme okolo Slnka, zmeny náklonu zemskej osi (osové slapy) a jej precesia (rozkmit). Tieto sa striedajú v 96-tisícročných, 41-tisícročných a 22-tisícročných intervaloch a nazývajú sa Milankovičove cykly. Prejavujú sa najmä zhruba 100-tisícročným cyklom ľadových dôb, ale ich prelínanie spôsobuje i teplejšie a chladnejšie obdobia v ich rámci.
Zmeny slnečnej aktivity sú ďalším faktorom potenciálne ovplyvňujúcim klímu na Zemi. Najznámejšími sú 11- a 22-ročný cyklus počtu slnečných škvŕn, ktoré sa prejavujú aj v slnečnej radiácii dopadajúcej kolmo na hornú hranicu atmosféry. Menší počet škvŕn sa dáva do súvislosti so znížením slnečnej aktivity. S eliptickým tvarom obežnej dráhy Zeme okolo Slnka i so slnečnou aktivitou súvisí zmena toku slnečnej energie prechádzajúcej jednotkovou plochou vonkajšej hranice našej atmosféry, t.j. slnečná konštanta (1367 W/m2), ktorá paradoxne nie je konštantou. Mení sa síce nepatrne, ale napríklad rovnaká štatistická periodicita viacerých klimatických javov (teploty, zrážky a pod.) ako je periodicita výskytu slnečných škvŕn, naznačuje možný vzájomný súvis.[1] Tento súvis sa však doposiaľ nepodarilo jednoznačne interpretovať.
Ďalšiu kategóriu faktorov ovplyvňujúcich klímu na Zemi otvára hypotéza o príčine vyhynutia dinosaurov, ktoré mal spôsobiť pád asteroidu o priemere cca 10 km pred 65.5 miliónom rokov. Prachové častice rozptýlené v atmosfére pádom tohto i ďalších nebeských objektov mohli zatieniť slnko i na niekoľko rokov, obmedziť fotosyntézu a spôsobiť dlhodobé zníženie teploty. Podobný účinok ako pády veľkých meteoritov môžu mať i výbuchy sopiek. Sú známe erupcie sopiek, ktoré vyvrhli emisie až do stratosféry, kde pretrvali dlhší čas a ich účinky rezonovali ešte niekoľko rokov v podobe dlhších a chladnejších zím, búrok spojených s krupobitiami a súch.
Popri celkovej energetickej bilancii Zeme záleží aj na štruktúre tokov energií v jej klimatickom systéme, do ktorých slnečná energia disipuje. Štruktúru tokov energií ovplyvňujú faktory, ktoré môžu mať prirodzený alebo antropogénny pôvod. K tým prvým patria napríklad horotvorné procesy. Hory a pohoria významne ovplyvňujú prúdenie v atmosfére, najmä tie, ktoré sú orientované severojužne, pretože vplyvom rotácie Zeme a Coriolisova sila určujú východozápadný prevládajúci smer vetrov. Hory a pohoria významne ovplyvňujú i teploty, odtok vody z územia, vegetáciu, výpar a zrážky. Prípadná snehová pokrývka mení odrazivosť (albedo) povrchu a tým i množstvo a štruktúru slnečnej energie v krajinnom systéme.
Do kategórie prirodzených faktorov klímy patria aj pevninotvorné procesy. Tieto vo veľmi dlhom časovom meradle určujú tvar a umiestnenie kontinentov a majú podobne zásadný vplyv na dynamiku klímy vzhľadom na rozdielne zohrievanie mora a pevniny či na klimatický dopad teplých a chladných prúdov v oceáne.
Ďalšiu veľkú skupinu tvoria vplyvy zmien v zložení atmosféry. V atmosfére sa nachádzajú viaceré plyny, ktoré majú tri základné vlastnosti - radiačnú aktívnosť, priestorové rozloženie a dobu zotrvania. Pod pojmom radiačne aktívne plyny rozumieme absorpciu žiarenia nejakej dôležitej časti spektra vlnovej dĺžky. Účinok rastúcej koncentrácie týchto plynov na stabilizáciu vyššej priemernej teploty v prízemnej vrstve atmosféry sa často označuje ako „radiačné zosilnenie". Na druhej strane, rastúca koncentrácia niektorých aerosolov môže mať opačný účinok, teda „radiačné zoslabenie". Hodnota radiačného zosilnenia vplyvom antropogénnych emisií sa v porovnaní so stavom pred priemyselnou revolúciou v roku 2000 odhadovala na 2,43 W.m-2, radiačného zoslabenia na 0 až 2 W.m-2.[2]
Človek svojou činnosťou ovplyvňuje zloženie atmosféry a teda i klímu nielen emisiami plynov, ktoré sa zvyknú označovať ako skleníkové, ale najmä zmenami vegetácie a obehu vody a s nimi úzko zviazanými tokmi energií. Týmto aspektom ľudskej činnosti sa budeme venovať v ďalších častiach.
[1] /http://www.global-climate-change.org.uk/3-2-1-3.php/
[2] Lapin M. - Stručne o teórii klimatického systému Zeme, najmä v súvislosti so zmenami klímy; modifikácia profesorskej inauguračnej prednášky z 20. 9. 2004, Internet