当我们谈论某个地区的气候时，会考虑纬度、高度、地形、地表特征、盛行风、洋流、海陆分布等因素的影响，此外，半永久性高低压、气团、各种风暴和大气环流等等也是重要的因素。然而一个地区的气候变化现象，只是整个巨大地球气候系统中的一小部分。全球气候变化与影响地球气候系统能量平冲的各种因素有关。

      影响全球气候的因素

      地球的气候系统是由太阳的辐射所趋动，大约有一半来自太阳的能量是由可见光光谱提供。地球的温度已经有很多个世纪相对恒定，来自太阳的能量必需和地球向外发射的辐射近乎平衡。大气、土地、海洋、生物圈和冰雪圈的改变（包括自然和人为的），可扰动地球的辐射平衡而影响气候。由于内在动力作用的影响，以及影响气候的外部因素的变化，气候系统随着时间而逐渐演变。外部因素包括诸如火山爆发、太阳变化等自然现象以及人为引起的大气成分的变化。

      1.太阳变化的影响

      太阳是地球气候系统的能量来源，地球接受到太阳辐射能的多寡，影响着全球平均温度的高低。太阳黑子循环是最广为人知的太阳辐射能变化，太阳黑子数量多表示太阳较热，辐射能较高，黑子数量低则表示辐射能较低。太阳黑子数目约有11年的周期性变化，在十七世纪太阳黑子数偏低，被称为蒙德极小期。这段时期正巧是地球上的小冰河期，加强了一些科学家认为太阳辐射能减少是造成小冰河期的主因(图1)。

图1 太阳黑子数量的变化

      2.日－地关系的作用（米兰科维奇循环）：

      地球围绕太阳轨道的周期变化，是另一个影响太阳辐射多寡的原因。因地球公转椭圆形轨道的离心率、地球自转倾斜角度和地球岁差三种天文上的周期性变化，造成太阳送达地球辐射能量的改变，分别形成十万年、四万一千年及二万六千年的地表温度周期性变化，这三种天文尺度的变化总称为米兰科维奇循环 。

<图2：米兰科维奇循环的地球轨道变化示意图。“T”表示地轴倾斜度的变化，“E”表示离心力的变化（由于椭圆轨道短轴的变化引起），“P”代表岁差，即以轨道上某一特定轨道位置上，地轴倾斜方向的变化。出处：Rahmstorf和Schellnhuber(2006)。>

      3.温室气体和其他大气成份的变化

      大气成份的变化也是影响全球气候的一个重要因素，改变这些气体和微粒在大气中的含量或特性能够导致气候系统的增温或冷却。大气温室气体和气悬胶影响气候的途径是改变入射的太阳辐射量和向外的红外线（热）辐射量，它们都是地球能量平衡的一部份。大气中的温室气体对地球有保温的作用，温室气体含量愈高，温室效应愈强，造成地球升温的作用也愈大。

      气悬胶微粒透过反射和吸收大气中的太阳辐射和红外辐射来直接影响地球的辐射平衡，有些气悬胶增加大气的反照率，然而其他的（例如黑碳粒子）是强力吸收体同时也改变太阳辐射。气悬胶也间接影响云反照率，因为很多气悬胶是云的凝结核或冰核。这表示改变气悬胶型态和分布可导致微小但重要的云反照率和生命期变化。关于气悬胶的作用，大多数研究一致认为，人为排放的气悬胶作用的总和是使地球降温。

      云在气候中扮演关键角色，因为它们不止增加反照率来使地球冷却，也由于它们吸收红外线辐射而具保温的作用。一朵云的净辐射作用是增暖或冷却取决于它的物理特性（出现的高度、垂直深度、水气路径和有效云粒径）和云凝结核群体的本质。

      4.火山活动

      大型火山喷发向大气层高层（平流层）喷射二氧化硫气体，经与水反应，形成硫酸液滴组成的云，而影响气候。这些云将太阳光反射回太空，阻止其能量到达地球表面，使地表降温，同时也使低层大气降温。这些高层大气的硫酸云也在局地从太阳、地球和低层大气吸收能量，使高层大气升温。在地表降温方面，例如1991年菲律宾的皮纳图博火山喷发，向平流层射入约2000万吨二氧化硫，将地球降温约0.5℃并长达一年。

图3: 大型热带或亚热带火山如何影响高层大气（平流层）和低层大气（对流层）温度的示意图。

      5.地表特征

      地表的特征，包含上面的土壤或植物种类都会使太阳辐射有不同的反射及吸收的状况，影响地球的能量平衡。地表特征的变化，也会改变蒸发量等而影响水的收支平衡，并影响热能（潜热和可感热）的传递与平衡。例如人类砍伐或焚毁森林以种植农作物，地表的植物型态改变之后，地表向外反射的太阳辐射量会改变，从地表发出的红外线辐射量不同，地表的蒸发量也发生变化，此外，原本储存在林木中的碳变成二氧化碳释放到大气中，这些作用都会影响地球气候系统的能量平衡。

      由于气候系统是一个复杂的、各部分相互作用的系统，气候系统在遭受外力之后产生的变化也是很复杂的。有时候这些外力造成气候变化之后，产生了后续效应使气候变化加速，也有时候产生的后续效应是使气候变化减缓。例如，温室气体浓度的增加使地球气候变暖，雪和冰就会开始融化。雪和冰融化后，原来藏在雪和冰下面的深色的地面和水面露了出来，这些深色的表面吸收更多的太阳热量，就会造成进一步增温，进而又造成更多的雪、冰融化，周而复始，使气候暖化愈演愈烈。因此，地表状态对气候的影响过程相当复杂也是研究气候变迁很重要的一项工作。