Als Klimawandel (bzw. globale Erwärmung) bezeichnet man den während der vergangenen Jahrzehnte beobachteten allmählichen Anstieg der Durchschnittstemperatur der erdnahen Atmosphäre und der Meere sowie die erwartete weitere Erwärmung in der Zukunft. Ihre hauptsächliche Ursache liegt nach dem gegenwärtigen wissenschaftlichen Verständnis „sehr wahrscheinlich“ in der Verstärkung des Treibhauseffektes durch den Menschen. Dieser verändert die Zusammensetzung der Atmosphäre vorwiegend durch das Verbrennen fossiler Brennstoffe und die daraus resultierenden Emissionen von Kohlendioxid (CO2) sowie durch die Freisetzung weiterer Treibhausgase.
Klimaschwankungen sind eigentlich eine absolut normale Sache, wenn man sich die Erdgeschichte genau betrachtet. Schon früher gab es Ereignisse, wie der Einschlag großer Meteoriten oder der gleichzeitige Ausbruch mehrere Vulkane, die Klimawechsel zu Folge hatten und durch die ganze Spezies wie die Dinosaurier ausstarben.
In der noch relativ jungen – 5 Millionen Jahre – Geschichte der Menschheit erstreckten sich Klimawechsel zwischen Kalt- und Warmzeiten über eine Dauer von einigen tausend Jahren. Heutzutage erleben wir allerdings eine viel rasantere Entwicklung. Die globale Durchschnittstemperatur erhöhte sich in den letzten 100 Jahren um etwa 0,7 Grad. Einige Klimaforscher prognostizieren einen weiteren Temperaturanstieg um bis zu 6,4 Grad bis zum Jahr 2100. Dieser Klimawandel wird sehr wahrscheinlich durch uns Menschen verursacht.
Ein wesentlicher Grund für das einsetzen des Klimwandels so wie wir ihn kennen, ist das Phänomen des Treibhauseffektes: der Treibhauseffekt lässt sich auf Treibhausgase wie Wasserdampf (H2O), Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4), Distickstoffoxid (N2O, auch bekannt als Lachgas) und fluorierte Verbindungen (FCKW und FKW) zurückführen. Diese lassen die von der Sonne kommende kurzwellige Strahlung weitgehend ungehindert auf die Erde durch, strahlen aber selbst im längerwelligen Bereich (Infrarotbereich). Dadurch erhält die Erdoberfläche mehr Strahlung als durch die Sonne allein und erwärmt sich stärker. Im Gleichgewicht muss der Atmosphäre so viel Energie zugeführt werden, wie durch die Strahlung aus der Atmosphäre verloren geht. Dieses geschieht auf mehrere Arten wie z. B. durch Konvektion. Eine wesentliche Rolle spielt auch die Absorption der längerwelligen Wärmeabstrahlung von der Erde in den Weltraum in bestimmten Wellenlängenbereichen, denn ein Körper, der Strahlung emittiert, absorbiert auch (Kirchhoffsche Gesetze). In populärwissenschaftlichen Darstellungen wird oft nur die Absorption genannt, die Emission ist der Faktor, der die globale Erwärmung bestimmt.
Ohne den natürlichen Treibhauseffekt würde eine durchschnittliche Temperatur von minus 18 Grad Celsius auf der Erde herrschen. Die so genannten Treibhausgase in der Atmosphäre sind dafür verantwortlich, dass die durchschnittliche Oberflächentemperatur plus 15 Grad Celsius beträgt.
