A variabilidade climática inclui todas as variações no clima que duram mais do que eventos climáticos individuais, enquanto o termo mudança climática refere-se apenas àquelas variações que persistem por um período mais longo de tempo, tipicamente décadas ou mais. A mudança climática pode se referir a qualquer época na história da Terra, mas o termo é atualmente usado para descrever a mudança climática contemporânea, frequentemente chamada de aquecimento global. Desde a Revolução Industrial, o clima tem sido cada vez mais afetado pelas atividades humanas.America's Climate Choices: Panel on Advancing the Science of Climate Change; National Research Council (2010). Advancing the Science of Climate Change. Washington, D.C.: The National Academies Press. ISBN 978-0-309-14588-6. Arquivado do original em 29 de Maio de 2014. (p1) ... há um conjunto de evidências sólidas e confiáveis, com base em várias linhas de pesquisa, documentando que o clima está mudando e que essas mudanças são, em grande parte, causadas por atividades humanas. Embora ainda haja muito a aprender, o fenômeno central, as questões científicas e as hipóteses foram examinados minuciosamente e permaneceram firmes diante de um debate científico sério e da avaliação cuidadosa de explicações alternativas. (pp. 21-22) Algumas conclusões ou teorias científicas foram tão minuciosamente examinadas e testadas, e apoiadas por tantas observações e resultados independentes, que a probabilidade de serem posteriormente consideradas erradas é muito pequena. Tais conclusões e teorias são então consideradas como fatos estabelecidos. Esse é o caso das conclusões de que o sistema terrestre está se aquecendo e que grande parte desse aquecimento se deve, muito provavelmente, às atividades humanas.
A energia que se move através do sistema climático da Terra se manifesta no clima, variando em escalas geográficas e temporais. As médias de longo prazo e a variabilidade do clima de uma região constituem o clima da região. Tais mudanças podem ser o resultado de "variabilidade interna", quando processos naturais inerentes às várias partes do sistema climático alteram a distribuição de energia. Exemplos incluem a variabilidade nas bacias oceânicas, como a oscilação decadal do Pacífico e a oscilação multidecadal do Atlântico. A variabilidade climática também pode resultar de forçamento externo, quando eventos fora dos componentes do sistema climático produzem mudanças dentro do sistema. Exemplos incluem mudanças na radiação solar e no vulcanismo.
A variabilidade climática tem consequências para as mudanças no nível do mar, a vida vegetal e as extinções em massa; ela também afeta as sociedades humanas.
Terminologia A variabilidade climática é o termo utilizado para descrever variações no estado médio e outras características do clima (como chances ou possibilidade de clima extremo, etc.) "em todas as escalas espaciais e temporais além dos eventos climáticos individuais." Parte dessa variabilidade não parece ser causada por sistemas conhecidos e ocorre em momentos aparentemente aleatórios. Tal variabilidade é chamada de variabilidade aleatória ou ruído. Por outro lado, a variabilidade periódica ocorre de forma relativamente regular e em modos distintos de variabilidade ou padrões climáticos.
O termo mudança climática é frequentemente usado para se referir especificamente à mudança climática antropogênica. A mudança climática antropogênica é causada pela atividade humana, em contraste com as mudanças no clima que podem ter ocorrido como parte dos processos naturais da Terra."The United Nations Framework Convention on Climate Change". 21 de Março de 1994. Arquivado do original em 20 de Setembro de 2022. Consultado 9 de Outubro de 2018. Mudança climática significa uma mudança de clima atribuída direta ou indiretamente à atividade humana que altera a composição da atmosfera global e que se soma à variabilidade climática natural observada em períodos de tempo comparáveis. O aquecimento global se tornou o termo popular dominante em 1988, mas nas revistas científicas, aquecimento global se refere ao aumento das temperaturas da superfície, enquanto mudança climática inclui o aquecimento global e tudo o mais que os níveis crescentes de gases de efeito estufa afetam."What's in a Name? Global Warming vs. Climate Change". NASA. 5 de Dezembro de 2008. Arquivado do original em 9 de Agosto de 2010. Consultado em 23 de Julho de 2011.
Um termo relacionado, mudança climática, foi proposto pela Organização Meteorológica Mundial (OMM) em 1966 para abranger todas as formas de variabilidade climática em escalas de tempo superiores a 10 anos, mas independentemente da causa. Durante a década de 1970, o termo mudança climática substituiu mudança climática para focar nas causas antropogênicas, à medida que se tornava claro que as atividades humanas tinham o potencial de alterar drasticamente o clima.Hulme, Mike (2016). "Concept of Climate Change, in: The International Encyclopedia of Geography". The International Encyclopedia of Geography. Wiley-Blackwell/Association of American Geographers (AAG): 1. Arquivado do original em 29 de Setembro de 2022. Consultado em 16 de Maio de 2016. A mudança climática foi incorporada no título do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) e na Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança Climática (UNFCCC). A mudança climática é agora usada tanto como uma descrição técnica do processo quanto como um substantivo para descrever o problema.
Causas Na escala mais ampla, a taxa com que a energia é recebida do Sol e a taxa com que é perdida para o espaço determinam a temperatura de equilíbrio e o clima da Terra. Essa energia é distribuída ao redor do planeta por ventos, correntes oceânicas,Hsiung, Jane (Novembro de 1985). "Estimates of Global Oceanic Meridional Heat Transport". Journal of Physical Oceanography. 15 (11): 1405–13. Bibcode:1985JPO....15.1405H. doi:10.1175/1520-0485(1985)015<1405:EOGOMH>2.0.CO;2.Vallis, Geoffrey K.; Farneti, Riccardo (October 2009). "Meridional energy transport in the coupled atmosphere–ocean system: scaling and numerical experiments". Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 135 (644): 1643–60. Bibcode:2009QJRMS.135.1643V. doi:10.1002/qj.498. S2CID 122384001. e outros mecanismos, afetando os climas das diferentes regiões.Trenberth, Kevin E.; et al. (2009). "Earth's Global Energy Budget". Bulletin of the American Meteorological Society. 90 (3): 311–23. Bibcode:2009BAMS...90..311T. doi:10.1175/2008BAMS2634.1.
Os fatores que podem moldar o clima são chamados de forçamentos climáticos ou "mecanismos de forçamento".Smith, Ralph C. (2013). Uncertainty Quantification: Theory, Implementation, and Applications. Computational Science and Engineering. Vol. 12. SIAM. p. 23. ISBN 978-1611973228. Estes incluem processos como variações na radiação solar, variações na órbita da Terra, variações no albedo ou refletividade dos continentes, da atmosfera e dos oceanos, formação de montanhas e deriva continental, e mudanças nas concentrações de gases de efeito estufa. O forçamento externo pode ser tanto antropogênico (por exemplo, aumento das emissões de gases de efeito estufa e poeira) quanto natural (por exemplo, mudanças na radiação solar, na órbita da Terra, erupções vulcânicas). Existem vários retroalimentações climáticas que podem amplificar ou diminuir o forçamento inicial. Também há limiares chave que, quando ultrapassados, podem produzir mudanças rápidas ou irreversíveis.
A variabilidade climática também pode ocorrer devido a processos internos. Processos internos não forçados frequentemente envolvem mudanças na distribuição de energia no oceano e na atmosfera, por exemplo, mudanças na circulação termoalina.
Variabilidade interna alt=1951+ Percent of global area at temperature records - Seasonal comparison - NOAA.svg|miniaturadaimagem|240x240px|Há variabilidade sazonal em como os novos recordes de alta temperatura superaram os novos recordes de baixa temperatura."Mean Monthly Temperature Records Across the Globe / Timeseries of Global Land and Ocean Areas at Record Levels for October from 1951–2023". NCEI.NOAA.gov. National Centers for Environmental Information (NCEI) of the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Novembro de 2023. Arquivado do original em 16 de Novembro de 2023. Mudanças climáticas devido à variabilidade interna às vezes ocorrem em ciclos ou oscilações. Para outros tipos de mudança climática natural, não podemos prever quando ocorrerá; a mudança é chamada de aleatória ou estocástica. Do ponto de vista climático, o tempo pode ser considerado aleatório.Hasselmann, K. (1976). "Stochastic climate models Part I. Theory". Tellus. 28 (6): 473–85. Bibcode:1976Tell...28..473H. doi:10.1111/j.2153-3490.1976.tb00696.x. ISSN 2153-3490. Se houver poucas nuvens em um determinado ano, há um desequilíbrio energético e o calor extra pode ser absorvido pelos oceanos. Devido à , esse sinal pode ser 'armazenado' no oceano e expresso como variabilidade em escalas de tempo mais longas do que as perturbações climáticas originais.Liu, Zhengyu (14 October 2011). "Dynamics of Interdecadal Climate Variability: A Historical Perspective". Journal of Climate. 25 (6): 1963–95. doi:10.1175/2011JCLI3980.1. ISSN 0894-8755. S2CID 53953041. Se as perturbações climáticas forem completamente aleatórias, ocorrendo como ruído branco, a inércia das geleiras ou dos oceanos pode transformar isso em mudanças climáticas, onde oscilações de maior duração também são oscilações maiores, um fenômeno chamado de ruído vermelho ou marrom. Muitas mudanças climáticas têm um aspecto aleatório e um aspecto cíclico. Esse comportamento é chamado de . Metade do Prêmio Nobel de Física de 2021 foi concedido a Klaus Hasselmann, em conjunto com Syukuro Manabe, pelo trabalho relacionado à modelagem climática. Enquanto Giorgio Parisi, que com colaboradores introduziuBenzi R, Parisi G, Sutera A, Vulpiani A (1982). "Stochastic resonance in climatic change". Tellus. 34 (1): 10–6. Bibcode:1982Tell...34...10B. doi:10.1111/j.2153-3490.1982.tb01787.x. o conceito de ressonância estocástica, recebeu a outra metade, principalmente por seu trabalho em física teórica.
Variabilidade oceânica-atmosférica