Aunque las temperaturas están aumentando en todo el globo terráqueo, algunas áreas se están calentando más rápido que otras: el mayor calentamiento se está produciendo en el Ártico. Según registros en los lagos, anillos en los árboles y núcleos de los hielos, la década pasada fue la más cálida de los últimos 2 milenios. El calentamiento se amplifica en el Ártico por una serie de razones, incluyendo la pérdida de las masas de nieve y hielo en la región: a medida que las temperaturas aumentas y los hielos se derriten, éstos se reemplazan por aguas más oscuras, que absorben más energía del sol, acelerando por lo tanto el calentamiento. En partes del Ártico, las temperaturas anuales promedio se han incrementado en 2 a 3º desde la década del 50.

La temperatura de la tierra está determinada por una serie de factores. Una influencia importante es la Oscilación Sur de El Niño (ENSO). Este ciclo, que involucra grandes cambios en las temperaturas atmosféricas y oceánicas sobre el Pacífico tropical, tiene dos fases: El Niño, que típicamente aumenta la temperatura global promedio, y La Niña, que la disminuye. Año tras año las variaciones de temperatura también están influenciadas por el monto de energía que la tierra recibe del sol: los incrementos en la actividad solar tienden a aumentar la temperatura global, mientras que las disminuciones en la actividad solar la disminuyen.

Pero estos ciclos naturales por si solos no explican los patrones de temperatura de la última década. Las temperaturas en el año más caluroso (2005) no fueron influenciadas por El Niño. Y 2007, el segundo año más caluroso del registro, no fue enfriado por La Niña. Además, mientras las temperaturas globales han estado subiendo a récords en los registros, la energía solar entrante de hecho ha estado disminuyendo desde comienzos de la década. A comienzos de 2009, la actividad solar alcanzó su nivel más bajo en 100 años.

Más que ciclos ENSO o variaciones en la irradiación solar, el calentamiento inducido por los seres humanos debido a los gases de efecto invernadero se ha convertido en la influencia climática dominante. Los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera han aumentado rápidamente desde el comienzo de la Revolución Industrial, trepando de 280 partes por millón (ppm) a fines del siglo XVIII a 387 ppm hoy.

Los riesgos que implica el aumento en las temperaturas globales son amplios. A medida que la atmósfera se calienta, los hielos en las montañas que provén agua a más de un billón de personas se están derritiendo. El derretimiento de los hielos sube el nivel de los mares, amenazando a las poblaciones costeras. El aumento en las temperaturas trae disminución del rendimiento de las cosechas, poniendo la provisión de alimentos del mundo en riesgo. Y los ecosistemas en todo el mundo están irrevocablemente alterados, poniendo gran número de especies en riesgo de extinción.

Las temperaturas globales más altas también traen graves eventos climáticos extremos. En las últimas décadas, los científicos han notado un incremento en los extremos de calor y una disminución de los extremos de frío en todo el globo terráqueo. Si las temperaturas siguen aumentando, las olas de calor se van a volver más frecuentes e intensas. Habrá sequías más prolongadas y severas en áreas más amplias; ya se ha observado un aumento en las seguías globales desde la década del 70, asociado con las altas temperaturas. Al mismo tiempo, a medida que las temperaturas aumentan, la capacidad de contener agua de la atmósfera aumenta, conduciendo a tormentas más intensas e inundaciones en áreas que ya están húmedas.

La última década vio muchos eventos climáticos que rompieron los récords, proveyendo ejemplos del tipo de incidentes que se volverán más frecuentes con el calentamiento global. En el verano de 2003, Europa experimentó una intense ola de calor que provocó más de 52.000 muertes. En EE.UU., donde los récords diarios en altas temperaturas ocurrieron con el doble de frecuencia que los récords más bajos en los últimos 10 años, sequías persistentes plagaron partes del Sur y el Oeste en gran parte de la segunda mitad de la década. Una ola de calor afectando el Oeste produjo 140 muertes en California.

La combinación de temperaturas altas y sequías provoca mayores riesgos de incendios; de hecho, 2006 y 2007 marcaron el record de incendios en los EE.UU. Una combinación similar produjo desastres en el sud-este de Australia a comienzos de 2009: en lo que ahora se conoce como Sábado Negro, un incendio intenso en rápida expansión mató a 173 personas y quemó más de 400.000 hectáreas.

Otras áreas han experimentado lluvias e inundaciones inusualmente fuertes en la década pasada. Una inundación record afectó a Europa Central en 2002, causando más de 100 muertes y obligando a evacuarse a  450.000 personas. En el verano de 2007, la peor inundación en 60 años en el Reino Unido mató 9 personas y causó daños evaluados en billones de dólares. Ese período de mayo a Julio fue el más húmedo desde que comenzó el registro en 1766. En 2008, hubo extensas inundaciones en varias partes del continente africano; Algeria sufrió las peores inundaciones en 100 años, mientras las inundaciones de Zimbabwe fueron las peores en los registros.

 A medida que las temperaturas aumentan, el calentamiento de los océanos provee más energía para alimentar tormentas tropicales. Las últimas décadas han sufrido un incremento en la frecuencia de los huracanes más severos, y los investigadores han identificado un aumento en las temperaturas de la superficie como principal causa. La temporada de huracanes del 2005 fue la peor en los registros, con 27 tormentas “con nombre”, 15 de las cuales fueron clasificadas como huracanes –incluyendo al huracán Katrina, que causó más de 1.300 muertes y pérdidas financieras de 125 billones de dólares.