Наблюдаемое потепление на протяжении ХХ века вряд ли носит полностью естественный характер. Маловероятно, что температура на поверхности в течение предшествующих 100 лет обусловлена лишь факторами внутренней изменчивости. Реконструкция климатических данных за предшествующую тысячу лет также показывает, что потепление в ХХ веке носит необычный характер и вряд ли является реакцией на воздействие только природных факторов. Это означает, что извержение вулканов и колебания солнечной радиации не объясняют потепление, которое произошло в последнюю половину ХХ века (см. рисунок 2-4а), однако они, возможно, содействовали потеплению, наблюдавшемуся в течение первой половины.

В свете новых данных и с учетом все еще не устраненных неопределенностей наблюдаемое в течение последних 50 лет потепление в большинстве случаев обусловлено, судя по всему, повышением концентрации парниковых газов. В ходе исследований по обнаружению и объяснению различных явлений (включая парниковые газы и сульфат-аэрозоли в качестве антропогенных факторов внешнего воздействия) в климатических сводках за последние 35-50 лет постоянно обнаруживались данные, свидетельствующие о наличии антропогенного влияния, несмотря на неопределенности в части внешнего воздействия, обусловленного сульфат-аэрозолями антропогенного происхождения и природными факторами (вулканы и солнечное излучение). Внешнее воздействие сульфатов и природных факторов является негативным за этот период времени и не может являться причиной потепления (см. рисунок 2-4а); в то же время большинство из этих исследований обнаруживают, что в течение последних 50 лет предполагаемые темпы и масштабы потепления, обусловленные только увеличением выбросов парниковых газов, вполне сопоставимы с темпами и масштабами наблюдаемого потепления или превышают их (рисунок 2-4b). Наиболее полное совпадение между результатами моделирования и наблюдения за период с 1860 по 2000 год было обнаружено в тех случаях, когда вышеупомянутые антропогенные и природные факторы внешнего воздействия действуют сообща (см. рисунок 2-4с). Этот результат отнюдь не исключает возможность того, что другие виды внешнего воздействия, возможно, также оказали соответствующее влияние, тем более что некоторые известные антропогенные факторы (например органический углерод, технический углерод (сажа), аэрозоли, производимые биомассой, и некоторые изменения в землепользовании) не использовались в этих исследованиях по обнаружению и объяснению данного явления. Оценки масштабов и географического распределения этих дополнительных факторов антропогенного внешнего воздействия варьируются в широких пределах.

Изменения уровня моря, снежного покрова, масштабов ледяного покрова и режима осадков соответствуют закономерности потепления климата вблизи поверхности Земли (см. таблицу 2-1). Некоторые из этих изменений носят региональный характер, а некоторые могут быть объяснены внутренними колебаниями климата, воздействием природных факторов или антропогенной деятельностью в пределах регионов, и объяснять их только глобальным воздействием человека не следует.

Весьма вероятно, что потепление в ХХ веке в значительной мере способствовало наблюдаемому повышению глобального среднего уровня моря и увеличению количества тепла в океане. Потепление приводит к повышению уровня моря в результате теплового расширения морской воды и повсеместного подтаивания материкового льда. На основе данных регистрации с помощью самописцев приливов и после поправки на перемещение суши среднее ежегодное повышение на протяжении ХХ века составляло 1-2 миллиметра. Очень скудные данные регистрации за продолжительный период времени показывают, что в ХIХ веке оно было меньшим (см. рисунок 2-5). С учетом нынешних неопределенностей как наблюдение, так и модели подтверждают отсутствие значительного ускорения повышения уровня моря в ХХ веке. Наблюдаемая скорость повышения уровня моря в ХХ веке соответствует разработанным моделям. С конца 50-х годов прошлого века – период, для которого характерно адекватное наблюдение за температурным режимом подповерхностных вод океана, – глобальное содержание тепла в океане постоянно повышалось.

Происходит процесс сокращения снежного покрова и распространенности льда. Вполне вероятно, что масштабы снежного покрова сократились в среднем приблизительно на 10% в северном полушарии по сравнению с концом 60-х годов (главным образом в результате изменений в весеннее время в пределах Америки и Евразии), а годовая длительность ледостава на озерах и реках в средних и высоких широтах северного полушария сократилась в ХХ веке приблизительно на две недели. В ХХ веке также происходило повсеместное отступление горных ледников в неполярных районах. Вполне вероятно, что распространенность морских льдов весной и летом в северном полушарии сократилась примерно на 10-15% в 2000 г. по сравнению с 50-ми годами и что толщина арктических морских льдов в конце лета и начале осени за последние три десятилетия ХХ века снизилась приблизительно на 40%. Хотя масштабы распространенности морских льдов в регионе Антарктики в целом с 1978 по 2000 год не изменились в условиях глобального повышения средней температуры поверхности, потепление в районе Антарктического полуострова совпало с нарушением в 90-е годы сплоченности шельфовых ледников принца Густава и отчасти Ларсена, однако исчезновение этих шельфовых ледников оказало незначительное прямое воздействие.

Весьма вероятно, что уровень осадков в ХХ веке увеличился на 5-10% в большинстве районов, расположенных в средних и высоких широтах на материках северного полушария,однако, в противовес этому, выпадение осадков в виде дождей, вероятно, снизилось в среднем на 3% в пределах многих материковых районов в субтропиках (см. рисунок 2-6а). Весьма вероятно, что повышение глобальной средней температуры поверхности приводит к изменению режима осадков и атмосферной влаги в связи с изменением режима атмосферной циркуляции, более активного гидрологического цикла и увеличения водоудерживающей способности атмосферы в целом. Вероятно, что в течение второй половины ХХ века в средних и высоких широтах северного полушария частота погодных явлений, сопровождающихся обильными осадками, увеличилась на 2-4%. Что касается серьезных засух или избыточного выпадения осадков на протяжении ХХ века в материковых районах, то увеличение их масштабов было относительно небольшим, однако во многих районах эти изменения нечетко просматриваются на фоне господствующей междесятилетней и многодесятилетней изменчивости климата, не обнаружившей существенных видимых тенденций в течение ХХ века.