基于物理原理和模式模拟的评估表明，仅有自然强迫不能够解释最近观测到的全球变暖，或者观测到的大气温度垂直结构的变化。海洋-大气全部耦合的模式使用最近1到3个世纪的太阳和火山强迫重建资料，来估计自然强迫以对气候变率和变化的贡献。尽管自然强迫的重建还不确定，包括它们的影响会产生长时间尺度（多年代）变率的增加。这带来了与由古气候重建所带来的相近的低频变率。有可能净的自然强迫（即太阳加火山）在过去的20年，可能甚至是40年中，是负的。统计评估证实，模拟的自然变率，包括内部和自然的强迫，不可能解释20世纪下半叶的变暖（见图15）。但是，存在有可以检测的火山对气候影响的证据，及可以检测的太阳影响的证据，特别是在20世纪早期。即使模式低估了太阳和火山强迫的响应的强度，空间和时间型式表明，仅有这一效果自身不能解释观测到的20世纪的温度变化。
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图15:相对1880-1920年平均的全球平均地表温度距平，它是根据仪器记录并与耦合海气气候模式强迫得到的四个模拟结果集成比较后得到的（a）只有太阳和火山强迫；（b）包括加入混合均匀的温室气体、平流层和对流层臭氧变化和硫酸盐气溶胶的直接和间接作用的人类活动强迫；（c）包括所有的强迫，既有自然的也有人类活动的。粗线表示的是仪器记录资料，细线表示的是每一个模式在四个模式集成中的单独模拟结果。注意资料是年均值。模式资料只是在有观测点的地方采样得到。硫酸盐气溶胶变化的计算是相互影响的，对流层臭氧的变化利用了一个化学传输模式单独计算得到。云的亮度（硫酸盐气溶胶的第一个间接影响）变化利用单独模拟计算得到，并包含在模式中。平流层臭氧变化的计算基于观测。火山和太阳强迫基于测量到的和代用资料合成后的业已发表的研究结果，1990年净的人类强迫为1.0Wm-2，包括由于硫酸盐气溶胶引起的净的1.0Wm-2冷却。相对于1860年，1990年的净自然强迫为0.5Wm-2。由于Pinatubo火山爆发，1992年是净的冷却2.0Wm-2。受人类活动强迫的其它模式给出了与（b）相同的结果。[根据图12.7] |
在检测研究中考虑温室气体和硫化物气溶胶的所有模拟发现，在解释最近30年地面和对流层趋势方面，一个强的人为信号贡献是需要的。自SAR以来，有了更多模拟考虑温室气体的增加，也有一些对气溶胶作用进行描述的方法。一些研究包括了温室气体的显示表示（与CO2当量增加相对的）。其它一些还包括了对流层臭氧变化，交互式的硫循环，硫化物气溶胶散射的显示辐射处理，以及改进的对平流层臭氧变化估计。大体来说，当气候对这些人为因子响应的检测经常还比较含糊的情况下，温室气体对过去50年地面气温变化影响的检测还是确凿的。在一些个例中，进行了集合模拟，以减少依赖于时间的响应估计的噪音。估计气候变化信号的不确定性，使得将观测到的气候变化归因于人为和自然影响的特定组合是困难的，但是所有的研究都发现显著的人类贡献在解释至少最近30年的地表和对流层趋势是需要的。
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