La comprensión científica del calentamiento global también ha ido en aumento. En su quinto informe (AR5) el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático
(IPCC) informó en 2014 que los científicos estaban más del 95 % seguros
que la mayor parte del calentamiento global es causado por las
crecientes concentraciones de gases de efecto invernadero (GEI) y otras actividades humanas (antropogénicas). Las proyecciones de modelos climáticos
resumidos en AR5 indicaron que durante el presente siglo la temperatura
superficial global subirá probablemente 0,3 a 1,7 °C para su escenario de emisiones más bajo usando mitigación estricta y 2,6 a 4,8 °C para el mayor. Estas conclusiones han sido respaldadas por las academias nacionales de ciencia de los principales países industrializados.
Los futuros cambios climáticos y los impactos asociados serán distintos en una región de otra alrededor del globo. Los efectos de un incremento en las temperaturas globales incluyen una subida en los nivel del mar y un cambio en la cantidad y los patrones de las precipitaciones, además de una probable expansión de los desiertos subtropicales. Se espera que el calentamiento sea mayor en el Ártico, con el continuo retroceso de los glaciares, el permafrost y la banquisa. Otros efectos probables del calentamiento incluyen fenómenos meteorológicos extremos más frecuentes, tales como olas de calor, sequías, lluvias torrenciales y fuertes nevadas; acidificación del océano, y extinción de especies debido a cambiantes regímenes de temperatura. Efectos humanos significativos incluyen la amenaza a la seguridad alimentaria por la disminución del rendimiento de cosechas y la perdida de hábitat por inundación.
Las posibles respuestas al calentamiento global incluyen la mitigación mediante la reducción de las emisiones, la adaptación a sus efectos, construcción de sistemas resilientes a sus efectos y una posible ingeniería climática futura. La mayoría de los países son parte de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC), cuyo objetivo último es prevenir un cambio climático antropogénico peligroso. La CMNUCC han adoptado una serie de las políticas destinadas a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y ayudar en la adaptación al calentamiento global. Los firmantes de la CMNUCC han acordado que se requieren grandes reducciones en las emisiones y que el calentamiento global futuro debe limitarse a menos de 2,0 °C con respecto al nivel preindustrial.
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