Réchauffement climatiquevignette|redresse=1.35|Températures moyennes de l'air en surface de 2011 à 2020 par rapport à une moyenne de référence de 1951 à 1980. vignette|redresse=1.35|Température observée par la NASA par rapport à la moyenne de 1850-1900 comme référence préindustrielle. Le principal facteur d'augmentation des températures mondiales à l'ère industrielle est l'activité humaine, les forces naturelles ajoutant de la variabilité. vignette|redresse=1.35|L'énergie circule entre l'espace, l'atmosphère et la surface de la Terre.
Historique des températures des 2000 dernières annéesvignette| Les températures moyennes mondiales montrent que la période chaude médiévale n'était pas un phénomène planétaire et que le petit âge glaciaire n'était pas une période distincte à l'échelle planétaire, mais plutôt la fin d'une longue baisse de température qui a précédé le récent réchauffement planétaire. L'historique des températures des 2 000 dernières années est reconstitué à l'aide des données des enregistrements climatiques indirects en conjonction avec l'enregistrement instrumental moderne de la température qui ne couvre que les 170 dernières années à l'échelle mondiale.
Petit âge glaciaireLe petit âge glaciaire (parfois abrégé en PAG) est une période climatique froide principalement localisée sur l'Atlantique nord ayant approximativement eu lieu entre le début du s. Elle est caractérisée par une série d'hivers longs et froids. Elle porte plusieurs noms, dont « petit âge de glace », « petite période glaciaire » ou encore « petite glaciation ». Elle se caractérise par des périodes de crues glaciaires, auxquelles correspondent plusieurs minimums de températures moyennes très nets.
Proxy (climat)vignette|280x280px| Reconstructions de la température globale des 2000 dernières années, en utilisant un composite de différentes méthodes proxy Dans l'étude des climats passés (« paléoclimatologie »), les proxys climatiques sont des caractéristiques physiques préservées du passé qui permettent de pallier l'absence de mesures météorologiques directes et permettent aux scientifiques de reconstituer les conditions climatiques sur une plus longue partie de l'histoire de la Terre.
Relevés de température instrumentaleLes relevés de température instrumentale fournissent la température du système climatique de la Terre à partir du réseau historique de mesures in situ de la température de l'air en surface, et de la température de la surface des océans. Les données sont collectées dans des milliers de stations météorologiques, de bouées et de navires dans le monde entier. Le plus vieux relevé de température est une série de données météorologiques en Angleterre, qui a commencé en 1659. Les relevés à l'échelle quasi-planétaire ont lieu depuis 1850.
Variabilité et changements climatiquesLa variabilité climatique correspond à tous les changements du système climatique qui persistent plus longtemps qu'un évènement météorologique. Un changement climatique est une modification durable (de la décennie au million d'années) des paramètres statistiques (paramètres moyens, variabilité) du climat global de la Terre ou de ses divers climats régionaux. Ces changements peuvent être dus à des processus intrinsèques à la Terre, à des influences extérieures ou, plus récemment, aux activités humaines.
PaléoclimatologieLa paléoclimatologie est la science qui étudie les climats passés et leurs variations. Elle tente d'établir les conditions environnementales caractéristiques de chaque période géoclimatique, notamment en termes de paléotempératures de l'atmosphère, des océans et des continents. Ces reconstitutions des variations climatiques passées, et éventuellement de leurs causes, apportent des données (en partie empiriques) sur l'évolution du climat actuel et futur. Louis Agassiz en 1837 est le premier à émettre l'hypothèse d'une grande glaciation.
