Existem diferentes fatores que afetam as alterações climáticas e que se classificam em três categorias
A ciência do sistema terrestre é o estudo da forma como os dados científicos provenientes de vários domínios de investigação se conjugam para formar a imagem atual do nosso planeta como um todo, incluindo as suas alterações climáticas.
De acordo com a NASA, cientistas da área do clima separam os fatores que afetam as alterações climáticas em três categorias: fatores forçadores, de reação e pontos de rutura.
Fatores forçadores: os fatores iniciais do clima
São três os fatores forçadores do clima: irradiância solar, emissões de gases com efeito de estufa e aerossóis, poeiras, fumo e fuligem.
A irradiância solar, medida que descreve a radiação solar que atinge a superfície da Terra, pode ser medida por direta ou indiretamente para obtenção de dados do passado. Para isso, os cientistas utilizam contagens de manchas solares que remontam a séculos atrás e anéis de árvores antigas.
As emissões de gases com efeito de estufa, tais como o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4) e o óxido nitroso (N2O), têm aumentado na atmosfera desde a Revolução Industrial. Estes gases com efeito de estufa absorvem e depois irradiam novamente o calor na atmosfera da Terra, o que provoca um aumento do aquecimento da superfície.
Os aerossóis, poeiras, fumo e fuligem, partículas muito pequenas transportadas pelo ar provêm tanto de fontes humanas, como naturais, e têm vários efeitos no clima. Umas partículas tendem a arrefecer a Terra, outras, como o carbono negro, têm um efeito de aquecimento.
Fatores de reações climáticas
As reações climáticas ou feedback climático são processos que podem amplificar ou reduzir os efeitos dos fatores forçadores climáticos e são desenvolvidos por nuvens, precipitação, verde e castanho das florestas, albedo do gelo e vapor de água.
- As nuvens têm um enorme impacto no clima da Terra, refletindo para o espaço cerca de um terço da quantidade total de luz solar que atinge a atmosfera da Terra.
- A precipitação, de acordo com os modelos climáticos globais, irá geralmente aumentar devido ao aumento da quantidade de água retida numa atmosfera mais quente. Em contrapartida, algumas regiões poderão secar. As alterações nos padrões de precipitação podem apresentar alterações positivas e negativas no crescimento das plantas.
- O verde e o castanho das florestas absorvem o dióxido de carbono, mas não é capaz de compensar as emissões das atividades humanas.
- O albedo do gelo, sendo o poder de reflexão de uma superfície branca, é muito alto, em contraste com a superfície do oceano, que é escura e absorve o calor mais rapidamente.
- O vapor de água, o gás com efeito de estufa mais abundante, aumenta à medida que a atmosfera da Terra aquece, o que faz dele um importante mecanismo de feedback do efeito de estufa.
Pontos de rutura climática
Consideram-se pontos de rutura climática ou pontos de não retorno quando o clima da Terra se altera abruptamente entre períodos de climas relativamente estáveis. Inclui a circulação oceânica, a perda de gelo e a libertação rápida de metano.
A circulação oceânica, nomeadamente a circulação oceânica no Atlântico pode abrandar a corrente do Golfo, à medida que o gelo do Ártico e o manto de gelo da Gronelândia derretem. Esta e outras alterações poderiam modificar significativamente os padrões climáticos regionais.
Embora uma alteração na corrente do Golfo possa levar a um arrefecimento significativo na Europa Ocidental, a costa leste dos EUA registará um aquecimento mais rápido e uma maior subida do nível do mar.
A perda de gelo, implica que a Terra absorve cada vez mais calor, dado que o calor refletido é menor.