Ilmastonmuutos näkyy Suomen lämpötiloissa. Suomen vuosikeskilämpötila on viimeisen 40 vuoden aikana kohonnut 0,2...0,4 astetta vuosikymmenessä. Maapallon ilmasto lämpenee ihmiskunnan toimien seurauksena koko ajan, mutta muutoksen suuruus ja vaikutukset vaihtelevat maapallon eri osissa.

Suomi ja muut pohjoiset alueet lämpenevät enemmän kuin maapallo keskimäärin. Lämpenemistahti arktisilla alueilla on noin kaksinkertainen koko maapallon keskimääräiseen verrattuna. Suomen Lapissa ja Fennoskandian pohjoisosissa 1930-luku oli korostuneen lämmin, minkä vuoksi niillä alueilla lämpötilat ovat vasta ohittamassa vanhat ennätykset.

Suomessa talvet lämpenevät keskimäärin enemmän kuin kesät. Esimerkiksi Helsingissä vuosi 2015 oli ennätyksellisen lämmin. Sitä ei vain helposti tule ajatelleeksi, koska kesällä 2015 eivät helteet juuri piinanneet. Vuoden 2015 ennätyslämpö selittyykin erittäin lämpimällä ja lauhalla syksyllä ja talvella. Tämä on ilmastonmuutoksen yksi ikävä tulevaisuudenkuva: entistä useammin meillä tulee olemaan varsinkin maan etelä- ja keskiosassa lauhoja, vähälumisia ja sen vuoksi myös pimeitä talvia. Toki myös kesät lämpenevät, mutta se alkaa näkyä ja tuntua hitaammin kuin talvien lämpeneminen.

Suomessa ilmastonmuutoksen vaikutus lämpötilaan on vielä pienehkö verrattuna suureen luontaiseen vaihteluun, mutta tulevina vuosikymmeninä muutos käy vähitellen selvemmäksi. Ilmaston muuttuessa sen vaihtelevuus kuitenkin säilyy. Välillä on siis edelleen keskimääräistä kylmempää ja välillä keskimääräistä lämpimämpää.

Maapallon lämpötila oli 2000-luvun kahtena ensimmäisenä vuosikymmenenä asteen korkeampi kuin 1800-luvun loppupuoliskon aikana. Viime vuosikymmeninä lämpenemisen on havaittu kiihtyneen etenkin pohjoisella pallonpuoliskolla. 50 vuoden kuluttua maapallon keskilämpötilan arvioidaan olevan keskimäärin 1,5 - 3,5 astetta korkeampi kuin vertailukautena, vuosina 1850 - 1900, riippuen kasvihuonekaasujen tulevista päästöistä.

Lämpötilan kohoaminen ei ole tasaista maapallon eri puolilla eikä eri vuodenaikoina. Eniten lämpenevät pohjoisten leveysasteiden maa-alueet talvisin. Pohjois-Euroopan talvien odotetaan lämpenevän 2060-luvulle tultaessa 2 - 7 asteella. Nykyään vielä poikkeukselliset helleaallot tulevat Euroopassa kesäisin yleistymään.

Monissa maapallon osissa yhteiskunnan ja ympäristön sopeutumista ilmastonmuutokseen vaikeuttaa se, että lämpenemisen lisäksi sateiden esiintyminen muuttuu. Vaikka sademäärät keskimäärin maapallolla kasvavat, monia tiheästi asuttuja alueita Afrikassa ja Aasiassa uhkaa entistä pahempi vesipula kuivien kausien ja toisaalta veden laatua heikentävien tulvien yleistyessä. Lisäksi alavimpia rannikkoalueita ja saaria koettelee valtamerten pinnan kohoaminen ilmaston lämmetessä.

Euroopassa etenkin Välimeren maissa kesät kuivuvat entisestään. Mallitulokset viittaavat siihen, että Keski-Euroopassa vähentyvistä kesäsateista ja pidentyvistä poutajaksoista huolimatta viime kesien kaltaiset tulvat tulevat aiempaa yleisimmiksi. Ilmastonmuutoksen ennakoidaan siis lisäävän monien sään ja ilmaston ääri-ilmiöiden esiintymistä ja voimakkuutta.

Seuraavan 50 vuoden aikana toteutuvat ilmastonmuutokset ennakoivat vielä paljon suurempia muutoksia tulevina vuosisatoina. Niinpä mitä tehokkaammin kasvihuonekaasujen päästöjä pystytään hillitsemään, sitä enemmän nykyistä muistuttaa se ilmasto, jossa tulevien vuosisatojen ihmiset, eläimet ja kasvit elävät.

Jos ilmastonmuutos etenee nykyisten käsitysten mukaan, ilmasto lämpenee ja sateet lisääntyvät. Etelä-Suomen suurten keskusjärvien – Päijänteen, Saimaan, Vanajan, Säkylän Pyhäjärven – talvenaikaiset tulvat lisääntyvät ja vedenpinnat tulevat olemaan nykyistä korkeammalla. Pohjois-Suomen lumen sulamisesta aiheutuvat kevättulvat sitä vastoin vähenevät. Muutos on kuitenkin hidasta.

Hirmumyrskyjen ensisijainen energianlähde on lämmin meri. Koska merivedet lämpenevät ilmastonmuutoksen vaikutuksesta, tällä on arvioitu olevan vaikutusta myös hirmumyrskyjen esiintymiseen ja voimakkuuteen. Trooppisen myrskyn intensiteetin todennäköisyyttä ei voida kuitenkaan yksistään arvioida meriveden pintalämpötilan perusteella. Mutta mitä enemmän merestä voi vapautua lämpöä hirmumyrskyn kehitykseen, sitä pidemmän ajan hirmumyrskyllä on mahdollisuus muuntua vuorovaikutuksessa ilmakehässä vallitsevien meteorologisten tekijöiden kanssa.

Tällä hetkellä ilmastotutkimuksessa mallisimulaatioiden perusteella arvioidaankin, että kaikkein voimakkaimmat trooppiset myrskyt todennäköisemmin voimistuvat kuin eivät, mutta ei ole varmuutta siitä, millä aikataululla ja millä alueilla näin voi käydä.

Ilmastopaneeli IPCC:n vuonna 2013 ilmestyneessä raportissa arvioidaan merenpinnan nousevan vuosisadan loppuun mennessä 26 - 82 cm. Uusimmissa tutkimuksissa on pidetty mahdollisena, että merenpinnan nousu vuoteen 2100 mennessä voisi pahimmillaan olla metrin tai jopa enemmän. Vaikka kasvihuonekaasupäästöt saataisiin vakautettua, niin merenpinnan nousu tulee jatkumaan useita satoja, jopa tuhansia vuosia.

Paikallinen maan vajoaminen tai kohoaminen, alueellinen poikkeama keskimääräisestä merenpinnan kohoamisesta, muutokset paikallisessa ilmastossa ja ääritilanteissa, kuten hyökytulvissa, vaikuttavat merenpinnan korkeuteen. Nämä tekijät on huomioitava arvioitaessa keskimääräisen merenpinnan nousun seuraamuksia jollakin tietyllä saarella tai rannikolla. Monet Tyynen ja Intian valtameren atolleilla sijaitsevat saarivaltiot ja matalat kalkkikivisaaret esimerkiksi Karibialla ovat vaarassa menettää merkittävän osan pinta-alastaan merenpinnan nousun ja hyökytulvien seurauksena.

Rannikoiden eroosion lisäksi pieniä saarivaltioita uhkaa muun muassa vesivarojen hupeneminen ja maatalousmaan väheneminen. Näiden valtioiden sopeutumiskyky on yleisesti heikko ja haavoittuvuus suuri. Pienet saarivaltiot kokevat perustellusti olemassaolonsa uhatuksi.

Ilmaston luonnollinen vaihtelu on ollut suhteellinen vähäistä jääkauden jälkeisenä aikana eli olemme sopeutuneet nykyiseen ilmastoon. Ilmasto on vaihdellut koko maapallon olemassaolon ajan, mutta muutokset ovat tapahtuneet hitaasti.

Viime jääkauden kylmimpinä aikoina 20 000 vuotta sitten maapallon keskilämpötila oli arviolta 6 astetta nykyistä alhaisempi. Nyt pahimmillaan on odotettavissa muutos, joka suuruudeltaan vastaa jääkautta, mutta lämpimämpään suuntaan. Erona tähän on se, että nyt muutos tapahtuu hyvin lyhyessä ajassa eli muutamassa sadassa vuodessa. Jos muutos on liian nopea ja/tai liian suuri, maapallon ekosysteemit ja ihmiskunta eivät ehdi sopeutua muuttuneeseen tilanteeseen.

Jos muutos saa jatkua, seurauksena voi olla vaikutuksia, joita edes emme vielä osaa arvioida kunnolla. Koska muutos aiheutuu ihmiskunnan toiminnasta, ilmastonmuutoksen etenemiseen on mahdollista vaikuttaa.

Eräiden arvioiden mukaan ilmastonmuutos on näköpiirissä olevista ihmiskunnan ongelmista jopa vakavin. Tiedetään, että rajoittamaton ilmastonmuutos aiheuttaa riskejä hyvinvoinnille ja luonnon monimuotoisuudelle maapallon mittakaavassa. Ilmastonmuutoksen vaikutukset, haavoittuvuus vaikutuksille ja kyky toipua vaihtelevat suuresti eri valtioiden ja ihmisryhmien välillä.

Ilmaston odotetaan lämpenevän nyt nopeammin kuin tuhansiin vuosiin. Lämpeneminen johtuu kasvihuonepäästöjen voimakkaasta kasvusta sadan viime vuoden aikana. Lämpenemisestä seuraa monia haittoja: merenpinta nousee 10 – 90 senttimetriä, tulvat pahenevat, kuivuus vaivaa esimerkiksi Etelä-Eurooppaa, trooppiset myrskyt voimistuvat, kasvit ja eläimet eivät ehdi sopeutua muutokseen ja ihmisten elinolojen huonontuessa pakolaisuus lisääntyy. Lisäksi ilmastonmuutoksella voi olla myös ennalta arvaamattomia seurauksia.

Myönteisiäkin vaikutuksia toki on: Pohjois-Euroopassa kasvukausi pitenee. Merenkulku helpottuu pohjoisilla merialueilla. Toisaalta myös haittakasvien kasvukausi pitenee.

Ilmastopaneeli IPCCn arviointiraporteissa on yhteenveto tieteellisistä tutkimuksista, joissa on selvitetty syitä maapallon keskilämpötilan nousuun. 1900-luvun puolivälin jälkeen havaittu maapallon keskilämpötilan nousu johtuu hyvin todennäköisesti valtaosin ihmiskunnan tuottamien päästöjen aiheuttamasta kasvihuonekaasujen pitoisuuksien lisääntymisestä. On selvää, että luonnollisilla tekijöillä, kuten auringon säteilyn vaihtelulla ja tulivuoritoiminnalla ei voida selittää 1900-luvun jälkipuoliskon lämpenemistä.

Erilaisilla ilmastonmuokkaustekniikoilla ilmastonmuutoksen vaikutuksia voitaisiin lieventää viimeisenä oljenkortena, jos ilmastonmuutos riistäytyy täysin hallinnasta. Ilmastonmuokkauksella tarkoitetaan ympäristön suunnitelmallista muuttamista suuressa mittakaavassa. Keinotekoiseen ilmastonmuokkaukseen liittyy kuitenkin suuria riskejä, joten ilmastonmuokkaus ei tarjoa vaihtoehtoa kasvihuonepäästöjen vähentämiselle.

Yksinkertaistettuna ilmastonmuokkauksen idea perustuu maapallon säteilytaseen eli säteilytasapainon muuttamiseen. Eri menetelmillä joko heijastettaisiin auringon säteilyä takaisin avaruuteen tai voimistettaisiin maapallon avaruuteen lähettämää lämpösäteilyä.

Suomessa ei ole käytössä sään- tai ilmastonmuokkaustekniikoita. Näitä aiheita kuitenkin tutkitaan Suomessa tietokonemallien avulla. Suomalaisissa tutkimuksissa ei vapauteta ilmakehään mitään yhdisteitä. Suomessa tehtävän tutkimuksen tavoitteena on mallinnuksen avulla ymmärtää, toimisivatko ehdotetut teknologiat ylipäänsä ja mitkä niiden vaikutukset ilmakehään ja ilmastoon olisivat. Säänmuokkaustekniikoita on käytössä maailmalla noin 50 maassa, ei kuitenkaan Suomessa. Ilmastonmuokkausta ei tehdä missään päin maailmaa, koska keinotekoiseen ilmastonmuokkaukseen liittyy suuria riskejä. Viime vuosina on kuitenkin tehty yksittäisiä rajattuja kokeita menetelmien toimivuuden selvittämiseksi esimerkiksi Australian rannikolla.

Tiedeyhteisö on jo pidempään ollut hyvin yksimielinen siitä, että ilmastonmuutos on tosiasia.

Ilmastonmuutosta tutkitaan hyvin monilla eri tieteenaloilla, eri aikaskaaloissa ja erilaisin menetelmin. Osa näkemyseroista saattaa johtua siitä, että tilastollinen lähestymistapa ja fysikaalisiin ilmiöihin perustuva mallittaminen eivät kohtaa toisiaan. Ilmastonmuutoksen riski näyttäytyy myös erilaisena, jos tarkastellaan vuosimiljoonia, jolloin ihmistä ei vielä ollut tai jos tarkastellaan riskiä nyky-yhteiskunnalle.

Aurinko ei säätele maapallon lämpötilan yleistä kehitystä. Kasvihuonepäästöjen lisääntymisestä aiheutuva keskilämpötilan nousu on merkittävin tulevaisuuden lämpötiloihin vaikuttava tekijä.

Auringon aktiivisuus ilmenee muun muassa auringonpilkkujen määrän vaihteluina. Pilkkujen ollessa runsaimmillaan Aurinko on aktiivinen, jolloin se säteilee hieman voimakkaammin. Vaihtelu noudattaa noin 11-vuotista jaksollisuutta.Aurinko säteilee siis hieman lämpimämmin auringonpilkkujen esiintymisen maksimiaikoina kuin silloin, kun niiden määrä on vähäinen. Ero huippukauden ja pohjalukemien välillä säteilyn voimakkuudessa on noin 0,1 prosenttia, josta aiheutuva muutos maapallon keskilämpötilassa on noin 0,1 °C.

Hallitusten välisen ilmastonmuutospaneelin (IPCC) mukaan Auringon lämmittävä osuus maapallon keskilämpötilan kasvussa viimeisten noin 250 vuoden aikana on ollut muutamia prosentteja kasvihuonekaasujen lisäyksestä johtuvasta lämmitystekijästä. Myöskään Auringon hiukkassäteilyllä ei ole todettu olevan vaikutuksia maapallon ilmasto-olosuhteisiin, vaikka se suuresti vaikuttaa maapallon ulkopuoliseen avaruussäähän.

Maan kiertoradassa ja -asennossa aurinkoon nähden tapahtuu aivan pieniä muutoksia. Ne ovat kuitenkin hyvin pitkällä aikavälillä merkittäviä.

Viimeisten muutaman miljoonan vuoden ajan jääkausien vahvistumista ja heikkenemistä on säädellyt yhtenä tekijänä maapallon auringolta saama säteily. Säteilyn määrä ja alueellinen jakautuminen vaihtelee maapallon kiertoradan soikeuden ja kiertoakselin kallistuskulman mukaan ja riippuu myös siitä, onko pohjoisen pallonpuoliskon kesä silloin kun maapallo on kauimpana vai lähinnä aurinkoa (akselin prekessio). Kiertoradan vaihtelut tuovat ilmastoon noin 20 000 - 100 000 vuoden mittaisia heilahteluja. Kyseessä on ns. Milankovichin astronominen ilmastonvaihteluteoria. Tässä on olennaista nimenomaan säteilyn muutokset pohjoisella pallonpuoliskolla, koska Etelämantereen olosuhteisiin maapallon kiertoradan muutokset eivät juuri vaikuta.

Jääkauden alkamiselle otollisin tilanne on sellainen, että kallistuskulma on pienimmillään ja pohjoisen pallonpuoliskon kesä sattuu silloin kun maapallo on kauimpana aurinkoa ja kiertorata mahdollisimman soikea. Silloin pohjoisen pallonpuoliskon kesä on pitkä ja viileä ja talven aikana kertynyt lumi ei ehdi sulaa; alkaa jäätiköityminen. Viilentyminen vähentää ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta sen imeytyessä meriin. Tällöin kasvihuone-efekti heikkenee ja ilman lämpötila laskee entisestään. Kiertoradan muutokset ja niiden kautta tuleva auringonsäteilyn jakauma maapallolla ei siten yksin riitä selittämään jääkausivaihtelua.

Jääkauden päättymiselle suotuisat astronomiset olosuhteet ovat päinvastaiset. Viimeksi maapallon kiertoakselin kallistuskulma oli suurimmillaan noin 10 500 vuotta sitten, jolloin napapiiri kulki vähän Oulun pohjoispuolelta ja kesät olivat siten nykyistä kuumemmat.

Hallitustenvälinen ilmastopaneeli (Integovernmental Panel on Climate Change, IPCC) kokoaa tiedeyhteisön laatimaan arviot ilmaston tilasta, ilmastonmuutoksen vaikutuksista sekä keinoista ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi ja siihen sopeutumiseksi. Tämän YK:n alaisen tieteellisen paneelin tehtävänä on koota luotettavaa, päätöksentekijöille ymmärrettävässä muodossa olevaa tietoa ilmastonmuutoksesta.

IPCC ei tee ilmastopolitiikkaa vaan analysoi tuoreimman tieteellisen, teknisen ja taloudellis-yhteiskunnallisen kirjallisuuden. Se tuottaa ilmastonmuutokseen liittyviä arviointiraportteja sekä ohjeita kasvihuonekaasujen päästöjen laskemiseksi.

Jos oletetaan keskivertoihmisen energiankulutukseksi vuorokaudessa 2500 kilokaloria, tämä vastaisi noin 120 watin lämmitystehoa /henkilö. Tällöin maapallon 7 miljardia ihmistä tuottaisivat yhteensä lämpöä 850 gigawatin teholla (850 x 10^9 W). Jos tämä lämpö jaettaisiin tasan koko maapallolle (pinta-ala 510 miljoonaa neliökilometriä), lämmitystehoa kertyisi 1.7 milliwattia eli watin tuhannesosaa neliömetriä kohden.

Ihmiskunnan tuottamat hiilidioksidin ja muiden kasvihuonekaasujen päästöt ovat vastaavasti sysänneet maapallon runsaan kahden watin lämpöepätasapainoon neliömetriä kohti. Tämä lämpöylijäämä saa ilmaston asteittain lämpenemään. Laskelma siis osoittaa, että kasvihuonekaasupäästöjen vaikutukseen verrattuna ihmiskunnan elintoimintojen tuottama lämpö on vain noin tuhannesosa.

Tulosta ei kuitenkaan pidä tulkita niin, etteikö väestönkasvulla olisi merkitystä ilmastonmuutoksen aiheuttajana. Päin vastoin - mitä enemmän maailmassa on ihmisiä, sitä enemmän käytetään fossiilisia polttoaineita energian tuottamiseen ja raivataan metsiä pelloiksi. Kun kehitysmaitten asukkaat (ymmärrettävästi) tavoittelevat länsimaista elintasoa ja samalla siellä väki lisääntyy, uhkaavat päästöt yhä vain kasvaa. Niissä maissa, joissa syntyvyys edelleen on suurta, pitääkin energiansäästön ja uusien energiantuotantotapojen ohella panostaa myös väestöpolitiikkaan.

Skenaario on johdonmukainen tapahtumien ketju, joka etenee nykytilanteesta tulevaisuuteen tiettyjen oletusten ohjaamana. Skenaario ei ole ennuste, sillä se ei koeta kuvata kaikista todennäköisintä kehityskulkua. Sen sijaan skenaarioajattelussa pyritään kuvaamaan useita erilaisia tapahtumapolkuja ja vaihtoehtoisia tulevaisuuden tiloja, ja tätä kautta ymmärtämään, mitkä tekijät voivat johtaa erilaisiin tulevaisuuskuviin.

Skenaarioita on erilaisia. Päästö- ja ilmastoskenaario eroavat toisistaan niiden tarkasteleman kokonaisuuden suhteen. Päästöskenaariot kuvaavat, miten ihmiskunnan päästöt tulevat muuttumaan tulevaisuudessa, kun tehdään erilaisia oletuksia ihmistoiminnasta. Ilmastoskenaario taas kuvaa mahdollista tulevaisuuden ilmastoa tietyissä olosuhteissa, kun taustalle oletetaan tietynlainen ihmisen aiheuttama päästöskenaario. Ilmastoskenaariot lasketaan ilmastomalleilla.