Globale Erwärmung ist ein allgemein verwendeter Begriff, um die Verschiebung der durchschnittlichen Temperatur der Erdoberfläche seit Mitte des 20. Jahrhunderts zu beschreiben. Die Ursachen der globalen Erwärmung sind Gegenstand einiger Debatten, obwohl in der wissenschaftlichen Gemeinschaft weitgehend Einigkeit besteht, die in einem Bericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen formalisiert wurde, dass der größte Teil des Temperaturanstiegs seit Mitte des 20 Menschliche Aktivität. Vor der Mitte des 20. Jahrhunderts waren die Hauptursachen für die globale Erwärmung Naturereignisse wie vulkanische Aktivität und erhöhte Sonneneinstrahlung.
Eine der Hauptursachen für die globale Erwärmung ist die Zunahme bestimmter Treibhausgase, die Infrarotstrahlung absorbieren und Wärmeenergie in der Atmosphäre einschließen. Kohlendioxid ist eines der wichtigsten Treibhausgase, mengenmäßig knapp hinter Wasserdampf, und der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre ist seit der industriellen Revolution um fast 40 % gestiegen. Kohlendioxid wird vom Menschen in verschiedenen Zusammenhängen freigesetzt, zum Beispiel stammen in den Vereinigten Staaten etwa 40 % der Kohlendioxidemissionen aus der Stromerzeugung durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe, während Autos für weitere 33 % der Emissionen verantwortlich sind.
Methan ist zwar nicht so verbreitet in der Atmosphäre, aber ein weiteres Treibhausgas, das für die globale Erwärmung verantwortlich ist. Methan ist beim Einfangen von Wärme etwa 20-mal so effektiv wie Kohlendioxid, und während des letzten Jahrhunderts ist der Methangehalt um fast 150 % gestiegen. Bei der Produktion fossiler Brennstoffe und bei der großangelegten Viehzucht wird viel Methan freigesetzt. Methan wird auch in Reisfeldern produziert, und da die weltweite Nachfrage nach Reis zugenommen hat, ist diese einzelne Kulturpflanze zu einem bedeutenden Beitrag zur Methanproduktion geworden.
Während einige Ursachen der globalen Erwärmung direkt mit einer menschlichen Aktivität in Verbindung gebracht werden können, treten andere als Kaskadeneffekte auf. Wenn die mittlere Temperatur des Planeten ansteigt, brechen bestimmte Systeme zusammen und können die globale Erwärmung beschleunigen. Zum Beispiel ist ein großer Teil der nördlichen Breite des Planeten mit Permafrost bedeckt, einer Art fester gefrorener Erde. Dieser Permafrost dient seit Zehntausenden von Jahren als Senke für viele Treibhausgase, darunter Kohlendioxid und Methan, und mit steigenden Temperaturen beginnt der seit mehr als 30,000 Jahren gefrorene Permafrost zu schmelzen. Dies führt nicht nur zu einer oft gefährlichen Verschiebung des Bodens, sondern auch dazu, dass die Gase in die Atmosphäre freigesetzt werden, was den Prozess der globalen Erwärmung weiter beschleunigt.
Andere kaskadierende Ursachen der globalen Erwärmung sind der Eis-Albedo-Effekt und die verringerte Sequestrierung durch die Ozeane. Wenn die Temperaturen steigen, schmilzt das Eis auf dem Planeten, wodurch die Menge an stark reflektierendem Land, das in der Vergangenheit die Sonnenabsorption minimiert hat, reduziert und die Schmelzrate erhöht wird. Wenn sich die Ozeane erwärmen, nimmt die Nährstoffdichte ab, was zu einer geringeren Diatomeenpopulation führt, was wiederum die Fähigkeit der Ozeane verringert, Kohlenstoff zu speichern. Auch wenn andere kleine Faktoren zur globalen Erwärmung beitragen, wird angenommen, dass hauptsächlich die Freisetzung von Kohlendioxid und Methan in die Atmosphäre für die sich stetig beschleunigende Erwärmung auf der Erde verantwortlich ist.