지구공전궤도의 변화는 세르비아의 과학자 밀루틴 밀란코비치(1879~1958)가 지구 기후변화를 설명하기 위해 최초로 제안함. 지구가 자전과 공전을 함에 따라 지구 공전 궤도 이심률(E)과 자전축 경사(T)의 변화, 세차운동(P)에 따라 지구와 태양 사이의 거리가 달라지며, 도달하는 태양에너지 양도 달라지는데 이러한 태양에너지 변화가 지구 기후에 영향을 미친다는 이론
지구공전궤도의 변화 중 이심률은 대략 10만년, 41만년, 자전축 경사는 4만년, 세차운동 2만6천년 주기를 가지고 변하는데, 이에 따른 태양에너지 변화와 고기후 연구로 구한 지난 백만년 동안 빙하시대의 기후변화가 밀접한 관계를 보이는 것이 밝혀짐
남극 빙하코아의 80만년간 평균기온과 이산화탄소 농도 변화
(자료: By Fabrice.Lambert, https://commons.wikimedia.org)
화산활동
화산활동으로 많은 양의 화산재가 방출되면 일부는 성층권에 도달하게 되어 수년간 머무르면서 태양복사를 반사하여 지표에 도달하는 태양에너지가 감소하여 냉각화되는 현상이 나타남
1991년에 폭발한 필리핀의 피나투보 화산은 2천만t의 이산화황이 분출되어 성층권을 통해 전 지구를 순환하면서 1~3년 동안 지구 평균기온을 0.2~0.5℃ 냉각시킴
인위적인 기후변화 원인
IPCC(기후변화에 관한 정부 간 협의체)에서 발표한 5차 평가보고서에 따르면, 인간은 기후 시스템에 명백한 영향을 미치고 있으며, 최근 배출된 온실가스의 양은 관측 이래 최고 수준임. 18세기 산업혁명 이후 인류에 의해 막대한 양의 온실가스, 에어로졸 등이 배출되었고, 경작을 위해 산림이 훼손되는 등 토지이용에도 많은 변화가 있었음
대기 중 이산화탄소 농도가 높아질수록 전 지구 평균기온이 높아짐. 이산화탄소, 메탄, 아산화질소의 인위적 온실가스 배출이 온난화의 주원인일 가능성이 높으며, 특히 이산화탄소의 배출량이 전체 온실가스 배출량의 많은 부분을 차지함. 이산화탄소 배출의 증가는 전 세계 경제 성장과 인구 증가에 의한 것이나, 최근에는 대부분 경제 성장에 의한 것으로 보임