Die häufigsten Klimaprobleme sind die globale Erwärmung und der Klimawandel. Die globale Erwärmung ist die ungewöhnliche Erwärmung der Erde. Sie wird hauptsächlich durch das Aufsteigen von Treibhausgasen wie Kohlendioxid und Methan in die Erdatmosphäre verursacht; Dies ist die Schicht aus Gasen und Wolken. Klimawandel bezieht sich auf die Verschiebung der Klimaelemente, die Landschaften verändern, das tägliche Leben von Gemeinschaften beeinflussen und das Wachstum von Pflanzen verändern können. Beide Klimaprobleme werden durch viele Faktoren verursacht, obwohl die menschlichen Aktivitäten seit Jahren von einem Großteil der wissenschaftlichen Gemeinschaft verantwortlich gemacht werden.
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts beobachteten Experten eine leichte Erwärmung der Erdatmosphäre. Dieses Ereignis wurde zunächst von der wissenschaftlichen Gemeinschaft geschätzt, da es die Erde vor den Gletschern einer neuen Eiszeit schützte. Die Erwärmungsrate wurde jedoch so alarmierend, dass Wissenschaftler begannen zu forschen, wie dieses Ereignis möglicherweise gestoppt oder minimiert werden könnte.
Natürlich binden Treibhausgase einen Teil der Sonnenenergie in der Erdatmosphäre, ein Phänomen, das als Treibhauseffekt bezeichnet wird. Durch diese Gase kann kurzwellige Sonnenstrahlung hindurchtreten; Allerdings wird die langwellige Strahlung, die ins Weltall zurückgesendet werden soll, von diesen Gasen blockiert, wo sie in der Erdatmosphäre eingeschlossen wird. Wenn mehr Treibhausgase in die Atmosphäre gelangen, wird mehr Strahlung eingeschlossen, was zu Klimaproblemen wie der globalen Erwärmung führt. Die globale Erwärmung wiederum verursacht den Klimawandel.
Vor vielen Jahren erlebte die Erde Klimaveränderungen, die über einen langen Zeitraum hinweg stattfanden. So wurde das Klima während der Eiszeiten kühler, aber nach Jahrmillionen wieder wärmer. Seit dem 18. Jahrhundert vollziehen sich die Klimaänderungen jedoch schneller; Diese Veränderungen haben die Erde und alles auf ihr stark beeinflusst und die Wissenschaftler dazu veranlasst, umfangreiche Forschungen durchzuführen. Die Ursachen des Klimawandels in ferner Vergangenheit gelten als rein natürlich, wie Vulkanausbrüche und Meteoriteneinschläge. Der Klimawandel in den letzten Jahren wurde jedoch mit menschlichen Aktivitäten in Verbindung gebracht, beispielsweise mit der Freisetzung chemischer Verbindungen, die bei bestimmten landwirtschaftlichen Praktiken verwendet werden.
Fossilien, Böden, Bäume und Gletscherablagerungen zeigen Hinweise auf Klimatrends. Beispielsweise liefern Jahresringmuster von Bäumen Hinweise auf Veränderungen bei Niederschlag und Temperatur. Bei kaltem Klima oder bei ausreichendem Niederschlag bildet sich ein breiter Wachstumsring; bei warmem Klima oder bei geringeren Niederschlägen bildet sich ein schmaler Jahresring. Mit modernen Instrumenten wie Satelliten werden heute direkte Hinweise auf Klimaprobleme und -trends erfasst.