Les condicions del clima a la prehistòria poden interpretar-se a partir dels anells de creixement dels arbres vells , les capes del sediment, els blocs de gel, i els coralls. Cadascun d’aquests elements conté capes o senyals que revelen les condicions del clima existent durant la seva formació. Les condicions climàtiques es revelen a través de la composició química, el color, la textura, i el gruix de les capes.

Els arbres poden donar pistes a la història del clima. Si es correlaciona els anells dels arbres de diverses edats, és possible reconstruir el registre temporal de les condicions climàtiques favorables o desfavorables al llarg de la vida d'aquest arbres.

Per exemple, la temperatura i la precipitació es poden determinar en els anells de creixement de l’arbre. Els espais amples entre els anells de creixement indiquen que la temperatura i la precipitació van afavorir un creixement ràpid per a aquesta espècie. Els anells finament espaiats indiquen condicions més dures que van inhibir el creixement. Altres factors, com ara focs o malalties poden afectar l’amplada dels anells de l'arbre i complicar la interpretació.

El sediment dipositat al sòl dels oceans proporciona pistes útils sobre canvi climàtic. Les closques d’animals marins minúsculs (foraminifers) es conserven en el sediment. La abundància de determinades closques són indicadores de les condicions climàtiques del passat. La química de les closques enregistra la temperatura i proporciona informació sobre la composició de l’aigua en la qual creixien.

Els diversos tipus de roca i sorra trobada al sòl dels oceans també proporcionen pistes sobre períodes de glaciació, ja que els fragments molt grans de roca només poden haver estat transportats a l’oceà per els icebergs.

Les mostres de sediments dels llacs sovint contenen restes de fulles, llavors, fusta, i pol·len. Els diversos tipus de vegetació en aquest sediments és indicador de les condicions climàtiques durant el temps que les plantes vivien.

AAquest sediment té aproximadament 260 milions d'anys. Les capes lleugerament fosques i més gruixudes indiquen estius excepcionalment calents.

Mostres de gel

Les mostres de gel i de glaceres de muntanyes proporcionen molt bones dades sobre el clima. L’espessor de les capes pot mostrar la història de les nevades. Les bombolles d’aire atrapades al gel proporcionen les mostres més directes de la composició atmosfèrica en el passat abans que es fessin estudis climàtics. La proporció d’isòtops d’oxigen al gel s’utilitza normalment per inferir temperatures passades.

Els coralls que creixen als esculls, prop de la superfície dels oceans, proporcionen informació sobre els climes tropicals del passat. Com en els arbres, el teixit de vida es troba només a la capa superior del coral i deixa bandes de creixement anual.

L’espessor relatiu de les bandes depèn de temperatura d’oceans i de la seva salinitat. L’aigua més calenta determina un creixement ràpid dels coralls i a la formació de capes amples i poroses; l’aigua més fresca deixa capes més denses. Tanmateix, quan es torna l’aigua massa calenta, els coralls poden morir (i blanquejar-se) o el creixement pot, en gran manera, disminuir. La composició química dels coralls també es veu afectada per la temperatura d’oceans.






Fa més de 200 anys que en la recollida de dades climàtiques s’utilitzen eines específiques. Aquestes dades generalment són més més precises i globalment extenses que les dades inferides per les mostres d’arbres, sediments, gel i corall. No obstant això, durant aquest darrer segle s’han mesurat les dades necessàries per documentar com han evolucionat els patrons de temperatura.

Durant la Segona Guerra Mundial es va establir una xarxa d’observatoris que proporcionaven la temperatura diària, el grau d’humitat i la força i direcció del vent. Cap a finals dels 1970 es va començar a fer el control del clima mitjançant satèl·lits que proporcionen una cobertura global del planeta.

L'estudi de els oceans ha estat més limitat. Les observacions de la superfície les fan sensors suspesos en l'aigua (a la pel·lícula "El dia de mañana" són els primers aparells en detectar la catàstrofe que s'aproxima).

Control sistemàtic de CO2

Les mesures sistemàtiques de control del CO2 atmosfèric es remunten a 1957 quan es va establir la primera estació de control a llarg termini en un observatori prop de Mauna Loa, la muntanya més alta a l'illa d'Hawaii. El pla inicial era mesurar el CO2 en intervals curts i durant un període prolongat de temps per determinar si les concentracions de CO2 augmentaven.

Aquesta tendència es va confirmar i la xarxa de control de CO2 s'ha estès a més de 100 estacions, ara fan control sistemàtic d’altres gasos amb efecte hivernacle com el metà.





S'han comparat les projeccions dels models climàtics a les temperatures reals i s'ha demostrat que els éssers humans i la naturalesa han contribuït a l'escalfament durant aquest segle.

Gràfic de la comparança de les temperatures reals (Cº) i modelades del segle XX.

Una projecció del model climàtic, que inclou tant els processos naturals com els efectes de les activitats humanes, coincideixen pràcticament amb els canvis en les temperatures observades durant el segle XX.

Gràfic de la comparança de les temperatures reals (ºC) i modelades del segle XX, però sense els efectes de l’activitat humana.

El mateix model climàtic sense els efectes de l’activitat humana (només processos naturals) no coincideix con l’augment de temperatures observades durant les últimes dècades.

Els canvis en el Sol i les erupcions volcàniques eren relativament importants a l'inici del segle. Però no expliquen l'augment de les temperatures en dècades recents.

L'eina principal per fer projeccions sobre el canvi del clima en el futur són els models computeritzats del clima. Aquests models inclouen molts factors, els gasos d'efecte hivernacle, la circulació de l'oceà, la nuvolositat...

Dos dels models climàtics més sofisticats, GFDL i NCAR donen resultats similars. (GDFL - Geophysical Fluid Dynamics Laboratory model; NCAR - National Center for Atmospheric Reseach model).

• Tots dos preveuen que l’escalfament de l’atmosfera augmentarà en aquest segle segons es vagin incrementant els nivells de gasos amb efecte hivernacle.

• Tots dos preveuen que l’escalfament serà més gran a les regions del pol nord.

• Tots dos preveuen que l’escalfament tendirà a ser més gran en els continents que sobre l'oceà.

  Encara que els models de clima concorden en els aspectes més importants, també mostren diferències. Quines?

  1. Variabilitat Natural

  Encara és impossible predir variacions per causes naturals: variacions al Sol o erupcions volcàniques. És difícil predir les interaccions complexes d'altres factors naturals, com ara els oceans, l'atmosfera i els ecosistemes.

  2. Opcions Humanes

  Les emissions futures del CO2 dependran del creixement futur de la població, dels progressos de la tecnologia, i de les decisions polítiques. Aquests factors no van ser presos en compte pels dos models.

  3. Incertesa Científica

  Els models del clima no prediuen exactament el comportament del sistema climàtic. Per exemple, una font important de les diferències entre les projeccions del clima de NCAR i de GFDL és la manera que cadascun simula el comportament dels núvols.