Změny podnebí jsou projevem dlouhodobé nestálosti klimatického systému a rozumíme jimi změnu hodnot meteorologických prvků, při které dochází například k oteplení nebo ochlazení. Podnebí Země se v minulosti výrazně měnilo z přirozených příčin, které můžeme rozdělit na astronomické, terestrické, cirkulační a antropogenní.

Astronomické faktory jsou dány především změnou parametrů oběžné dráhy Země, změnou sluneční aktivity, slapovými vlivy Slunce a Měsíce a dalšími. Významné vysvětlení v rámci těchto faktorů podal Milutin Milankovič, který v rámci své hypotézy (známé jako Milankovičovy cykly) popisuje periodické změny klimatu a střídání dob ledových a meziledových. Hlavními příčinami střídání teplých a chladných period jsou pohyb osy, kolem které se Země otáčí, náklon zemské osy vůči oběžné dráze a excentricita oběžné dráhy (tedy jak moc se dráha Země kolem Slunce liší od kružnice). Velké doby ledové se tak opakují asi každých sto tisíc let, doby meziledové trvají asi dvacet tisíc let.

Terestrické faktory zahrnují odlišnosti v rámci planety Země, které se týkají změny magnetického pole, pohybů kontinentů a s tím spojenou změnou rozložení kontinentů a oceánů. Nezanedbatelnou roli hraje také vznik horských systémů, zvětrávání, eroze a sedimentace. Významná je také sopečná činnost, během níž se dostává do troposféry velké množství plynů. Výbuchy sopek v letech 1815 (Tambora) a 1883 (Krakatoa) uvolnily do atmosféry takové množství plynů a prachu, že došlo k poklesu průměrné roční teploty až o 1,2 °C.

Cirkulační faktory představují příčiny související se změnami všeobecné cirkulace atmosféry.

Posledně zmiňované antropogenní faktory přispívají ke změnám podnebí především s nárůstem koncentrace skleníkových plynů, úbytkem ozónu a znečišťováním atmosféry.

Z analýzy klimatu za posledních 10 000 let (tedy v geologickém období zvaném holocén, spojeném s vznikem a vývojem člověka) vyplývá poměrně výrazná přirozená proměnlivost podnebí. Ve středním holocénu panovaly na Zemi průměrné roční teploty o 1,5 – 1,8 °C vyšší než dnes a úhrn srážek byl dvojnásobný. Následně pak během tzv. malé doby ledové byla průměrná roční teplota o 1,5 °C nižší než dnes. V současnosti dochází opět ke zvyšování teploty. Hlavní obavy související se změnami klimatu plynou především z toho, že by antropogenní vlivy mohly tyto přirozené změny podnebí urychlit nebo zvýraznit.

Jak se mění podnebí dnes?

Současné změny podnebí představují pro lidstvo velké riziko, neboť neustále vzrůstá počet obyvatel a hustota zalidnění v nejzranitelnějších částech světa, rozrůstá se plocha staveb a délka infrastruktury a především množství našich potřeb. Dlouhodobější změny mohou mít řadu důsledků, jak primárních (škody na zemědělských plodinách, polomy, záplavy apod.), tak zejména sekundárních (dopady na ekonomiku, či nezaměstnanost). Klimatické změny v minulosti zatím neohrozily samotnou existenci člověka, ale vedly k zániku mnoha starověkých civilizací.

Od 18. století roste vliv lidské činnosti na životní prostředí. Od druhé poloviny 19. století se začalo výrazněji projevovat oteplování a s výjimkou ochlazení po roce 1940 pokračuje dodnes. Průměrná roční globální teplota na Zemi se v letech 2001 – 2005 zvýšila až o 0,76 °C, v roce 2010 byla změřena hodnota 14,53 °C, což je o 0,53 °C více, než byl průměr v 60.-90. let. Průměrná roční teplota na Zemi je dnes nejvyšší za posledních 1300 let. Vzhledem k tomu, že od poloviny 50. let poklesla sluneční aktivita, sopečná činnost je mnohem aktivnější a přesto pokračuje nárůst teploty, klade se příčina oteplování za vinu právě činnosti člověka.

Změny podnebí souvisí také s častějším výskytem tropických cyklon, nárůstem výskytu bouří s vyšší intenzitou, častěji se mohou vyskytovat vlny veder a lze očekávat, že se změní rozložení srážek. Další hrozbou je i stoupající mořská hladina a úbytek biodiverzity v důsledku oteplení mořské vody, která ztrácí schopnost poutat CO₂.

Jak člověk ovlivňuje změny klimatu?

Mezi odborníky dnes převládá názor, že hlavní podíl na změnách klimatu a nárůstu teplot má rostoucí koncentrace skleníkových plynů v atmosféře, což způsobuje zesílení skleníkového efektu. Skleníkový efekt jako takový je pro planetu důležitý, neboť bez něho by průměrná teplota na Zemi byla -15 °C. Nejvýznamnějšími skleníkovými plyny jsou vodní pára, oxid uhličitý, metan a oxid dusný.

Koncentrace oxidu uhličitého narůstají především při spalování fosilních paliv. Ke zvýšení přispívají také změny ve využití krajiny, zejména odlesňování. Rostliny totiž při fotosyntéze vážou oxid uhličitý z atmosféry a uhlík zabudovávají do svých těl. Fosilní paliva (uhlí, ropa, zemní plyn), představují vlastně pozměněnou biomasu rostlinných a živočišných těl. Jsou to tedy energetické konzervy uhlíku nasbírané v dřívějších dobách. Uvolňováním uhlíku z těchto konzerv vracíme atmosféru do těchto období. Už nyní odpovídá koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře období třetihor. Skleníkový efekt ještě výrazněji posiluje metan, který vzniká při zpracování ropy a zemního plynu, při zemědělské výrobě, odpadovém hospodářství a z tání permafrostu.