Während sich das Wetter auch kurzfristig ändern kann und meist jahreszeitlich unterschiedlich ist, beschreibt der Begriff „Klima“ das durchschnittliche Wetter an einem bestimmten Ort über einen Zeitraum von mindestens 30 Jahren. Das Klima unterliegt dabei einem ständigen, aber sehr langzyklischen Wechsel von warmen und kalten Perioden, wie beispielsweise der letzten Eiszeit ab der Zeit vor 115.000 Jahren bis vor 11.700 Jahren. Für diese natürlichen Klimaveränderungen gibt es verschiedene Ursachen. Zwei zentrale Schwankungen sind dabei im Besonderen hervorzuheben: Zum einen ist die Umlaufbahn der Erde um die Sonne nicht konstant und auch die Neigung der Erdachse kann sich verändern. Zum anderen ist die Strahlungskraft der Sonne nicht gleichbleibend und weist stärkere und schwächere Zeitphasen auf.

Unser Planet ist von einer gasförmigen Hülle, der sogenannten Atmosphäre, umgeben, die aufgrund der Erdanziehungskraft um die Erde herum verbleibt. Sie besteht im Wesentlichen aus Stickstoff (78,1%), Sauerstoff (20,9%) und diversen Edelgasen (0,9%). Darüber hinaus sind in geringerer Konzentration die Gase Kohlenstoffdioxid, Methan, Wasserdampf und Ozon vorhanden, die für den Treibhauseffekt relevant sind. Diese werden auch Treibhausgase genannt. Sie bewirken aufgrund ihrer molekularen Eigenschaften, dass sich die Atmosphäre und die Erde erwärmen. Im Folgenden werden die Einzelheiten dieses zunächst ganz natürlichen Vorgangs näher beschrieben. Zum besseren Verständnis eignet sich auch folgender Beitrag von „wetter vor acht“.

Die Sonne und die Erde strahlen, wie jeder „warme“ Körper (im Sinne einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunkts), Wärme in Form von Infrarotstrahlung ab. Dabei gilt: Je wärmer der Körper, desto kurzwelliger ist diese Wärmestrahlung. Unsere Sonne ist „sehr warm“, so dass die abgestrahlte Infrarotstrahlung entsprechend kurzwellig ist.

Trifft das kurzwellige Sonnenlicht auf die Erde, so ist die Atmosphäre für diese Strahlung weitgehend durchlässig. Sie erreicht die Erdoberfläche somit fast ungehindert (zu 70-75%). Dadurch erwärmt sich die Erdoberfläche, die daraufhin selbst Wärme in Richtung Weltall zurückstrahlt. Entscheidend dabei ist, dass es sich hierbei um langwellige Infrarotstrahlung handelt. Stickstoff und Sauerstoff lassen auch diese langwellige Wärmestrahlung auf dem Weg durch die Atmosphäre weitgehend ungehindert in Richtung Weltall passieren. Die Moleküle der Treibhausgase hingegen werden durch diese in Schwingung versetzt. Sie nehmen also die Energie der einfallenden Wärmestrahlung auf (Absorbtion), erwärmen sich und geben die Wärmestrahlung wiederum in die Umgebung ab (Emission). Dabei entweicht ein Teil dieser Strahlung ins Weltall, ein anderer Teil gelangt wieder zurück an die Erdoberfläche und führt zu einer weiteren Erwärmung der Erde. Die Treibhausgase wirken dabei ähnlich wie eine Bettdecke. Genauso wie diese einen Teil der Wärme einfängt, die der menschliche Körper abgibt, fangen die Treibhausgase einen Teil der Wärme ein, die von der Erdoberfläche abgegeben wird.

Der Name „Treibhauseffekt“ leitet sich von der Analogie zum Glasgewächshaus (= Treibhaus) ab. Auch in diesem System erwärmt das einfallende kurzwellige Sonnenlicht die Materie im Inneren (Erde, Pflanzen, Einbauten), die daraufhin langwellige Wärmestrahlung abgibt. Trifft diese auf die begrenzenden Glasscheiben, so zeigt sich ein sehr ähnlicher Effekt wie bei den atmosphärischen Treibhausgasen: Auch hier wird die Abstrahlung der Wärme nach außen behindert, da die Glasscheiben die aufgenommene Wärme wieder ins Innere zurückstrahlen. Somit erwärmt sich die Luft im Treibhaus stärker als die Umgebung. Bei der Analogie zum planetaren Treibhauseffekt wird diese Eigenschaft der Glasscheiben mit denen der Treibhausgase in unserer Atmosphäre gleichgesetzt.

Beide Systeme zeigen aber auch wesentliche Unterschiede, so dass der Analogie Grenzen gesetzt sind.

Zum einen befinden sich die Treibhausgase, anders als es die Analogie zum Glashaus vermuten lässt, nicht erst in einer bestimmten Luftschicht oberhalb der Erde. Stattdessen sind sie in der gesamten Atmosphäre verteilt und zeigen ihre Wirkung sowohl unmittelbar über dem Boden, als auch in höheren Luftschichten. Die Atmosphäre ist dabei anders als eine Glasscheibe durchlässig und nicht als feste Trennwand zu verstehen.

Zum anderen unterscheidet sich die Art des Wärmetransports in beiden Systemen: 
Im Glashaus kann die langwellige Wärmestrahlung kaum entweichen, da das Glasdach für diese Strahlung größtenteils undurchlässig ist. Die Atmosphäre ist hingegen nach oben hin offen, so dass Wärme über Wärmestrahlung ins Weltall abgegeben werden kann. 
Hinzu kommt, dass die erwärmte, nach oben steigende Luft im Glashaus aufgrund dessen Größe relativ schnell durch die Glaswände aufgehalten wird. Diese erwärmen sich daher, leiten die aufgenommene Wärme auch nach außen ab (Diffusion) und geben sie an die Umgebungsluft weiter (Konvektion). Da sich die Atmosphäre an der Grenze zum Vakuum des Weltalls befindet, können diese beiden stofflichen Wärmetransport-Mechanismen hier nicht stattfinden.

Anders als häufig angenommen ist der Treibhauseffekt ganz natürlich und die Grundvoraussetzung dafür, dass sich auf der Erde so vielfältiges Leben entwickeln konnte. Ohne den natürlichen Treibhauseffekt würde die durchschnittliche Temperatur bei nur -18 Grad Celsius liegen und alle Wasservorkommen wären gefroren. Die Treibhausgase, die natürlicherweise in unserer Atmosphäre vorkommen, entstehen beispielsweise durch Zersetzungs- und Stoffwechselprozesse der Flora und Fauna oder durch Vulkanausbrüche.

Zusätzlich produzieren jedoch die Menschen durch die Verbrennung fossiler Rohstoffe in der Industrie, im Privatkonsum oder im Verkehrssektor sehr viele zusätzliche Treibhausgase. Auf diese Weise kommt es zu einer Anreicherung von Treibhausgasen in der Atmosphäre. Folglich wird diese immer undurchlässiger für die abgestrahlte Wärme der Erdoberfläche. Unter dem Begriff Treibhauseffekt im Zusammenhang mit dem Klimawandel versteht man in der Regel den durch die Menschen beeinflussten (anthropogenen) Treibhauseffekt.

Das Klima ist nicht überall auf der Erde gleich. Einige Gebiete werden durch die Sonne stärker, andere schwächer erwärmt. Man unterteilt die Erde daher in fünf verschiedene Klimazonen, die sich durch typische klimatische Verhältnisse auszeichnen. Der entscheidende Einfluss auf diese Zonen ist der Winkel, unter dem die Sonnenstrahlen auf die Erde auftreffen. Ist dieser, wie im Bereich des Äquators, besonders steil, wird diese Zone der Erde besonders stark erwärmt. Bei einem flachen Winkel, wie im Bereich der Pole, haben die Sonnenstrahlen, die auf die Erdoberfläche treffen, weniger Energie und erhitzen die entsprechende Zone weniger stark. Das liegt daran, dass flacher auftreffende Sonnenstrahlen einen längeren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen müssen und sich auf der Erdoberfläche auf eine größere Fläche verteilen. Auch wenn Luft- und Meeresströmungen zur Verteilung der Wärme auf der Erde beitragen, bleiben die generellen Temperaturunterschiede der Klimazonen bestehen.

Die um den Äquator vorliegende Klimazone wird als „Tropen“ bezeichnet. Hier unterscheidet man keine Jahreszeiten, aber ggf. Regen- und Trockenzeiten. Daran schließen sich parallel zu den Breitengraden der Erde die Klimazone der „Subtropen“, die „gemäßigte Klimazone“, die „subpolare Zone“ und die „polare Zone“ an. Deutschland und Europa liegen in der gemäßigten Zone, die sich durch jahreszeitliche Änderungen des Wetters auszeichnet und in der die Sommer grundsätzlich wärmer als die Winter sind. Die jahreszeitlichen Veränderungen hängen mit der geneigten Achse der Erde beim Umkreisen der Sonne zusammen.

Als Vegetationszone bezeichnet man eine Zone, in der die Vegetation vergleichbar ist. Da die Vegetation stark vom Klima abhängt, verlaufen auch die Vegetationszonen etwa parallel zu den Breitengraden der Erde. Deutschland liegt in der gemäßigten Zone und zeichnet sich durch (sommergrüne) Laub- und Mischwälder aus. Weitere Vegetationszonen sind die Tundra, der nördliche Nadelwald, die Steppe, die Hartlaubgehölze, die Wüste, die Savanne oder der tropische Regenwald. Die Vegetation wiederum hat direkten Einfluss auf die in der Zone vorherrschende Fauna und die landwirtschaftliche Nutzbarkeit durch den Menschen.

Wälder haben einen großen Einfluss auf das Klima. Zum einen hängt das mit ihrer generellen Funktion als Kohlenstoffspeicher zusammen. Sie bedecken rund 30 Prozent der Landfläche der Erde, speichern jedoch etwa die Hälfte des gebundenen Kohlenstoffs in ihren Stämmen und Blättern. Hinzu kommen noch die in den Waldböden gespeicherten Kohlenstoffmengen. Vor allem die tropischen Regenwälder sind diesbezüglich besonders effektiv. Durch die exzessive Rodung der Wälder, wird der dort gebundene Kohlenstoff als Kohlendioxid (CO₂) freigesetzt, wodurch der Treibhauseffekt weiter verstärkt wird.

Zum anderen haben insbesondere die tropischen Regenwälder eine regulierende und kühlende Wirkung auf das Weltklima, die in der Verdunstung von Wasser im Rahmen der Fotosynthese ihre Ursache hat. Der dort entstehende Wasserdampf beeinflusst unmittelbar das Wetter, aber kühlt darüber hinaus auch die Atmosphäre.

Zwischen Wald und Klima besteht also eine wechselseitige Beziehung. Nicht nur das Klima hat einen Einfluss auf die Wähler, sondern diese wiederum einen Effekt auf das Klima. Der Erhalt und die nachhaltige Aufforstung der Wälder sind daher direkte Beiträge zum Klimaschutz.

Der moderne Lebenswandel des Menschen ist mit einem enormen Energieverbrauch verbunden, welcher zu einem erheblichen Anteil auf der Verbrennung von Kohle, Öl oder fossilem Gas beruht. Dabei entsteht unter anderem das Treibhausgas Kohlendioxid (CO₂). Gleichzeitig werden riesige Waldflächen gerodet, um Platz für landwirtschaftliche Nutzung zu schaffen. So wird der in den Wäldern gespeicherte Kohlenstoff zusätzlich als Kohlendioxid freigesetzt. Hinzu kommt, dass für den Konsum von Fleisch viele Tiere gezüchtet werden, die ihrerseits große Mengen Methan, eine gasförmige Kohlenstoffverbindung mit etwa 30-fach höherem Treibhauspotential als Kohlenstoffdioxid, produzieren. Auch der Transport von Waren über große Distanzen mit LKW, Frachtschiff oder Flugzeug setzt durch die Nutzung von Treibstoffen auf Basis fossiler Bestandteile erhebliche Mengen Treibhausgase frei. Dies sind nur die wichtigsten Punkte, wie Menschen die Freisetzung von Treibhausgasen verursachen und den Klimawandel beschleunigen.

Die Folgen des Klimawandels sind vielfältig und ergeben sich vor allem aus der ansteigenden Durchschnittstemperatur auf der Erde, die in direkter Folge durch das Schmelzen von Inlandeis zu einem Anstieg des Meeresspiegels führt. Auch das Wetter ist davon direkt beeinflusst und häufigere Extremwetterereignisse wie Starkregen⁠, Dürren, Überschwemmungen oder Hitzewellen werden wahrscheinlicher und häufiger.

Diese Veränderungen wiederum haben einen Einfluss auf das Leben der Menschen und Tiere, sowie die Vegetation in den verschiedenen Zonen der Erde. Für das Leben in Deutschland sind vor allem gesundheitliche Auswirkungen, sowie Ernteausfälle in der Landwirtschaft zu nennen.

Weltweit nehmen Dürre- und Hitzeperioden in Intensität und Häufigkeit zu, so dass Hochwasser, Stürme und Überschwemmungen eine zunehmende Bedrohung darstellen. Tiere und Pflanzen sind an ihr verändertes Ökosystem weniger gut angepasst, so dass das Artensterben zunehmen wird. Durch die Erwärmung sinkt auch der Sauerstoffgehalt in den Ozeanen, so dass auch meeresbewohnende Arten, wie Fische und Korallenriffe, vom Aussterben bedroht sind.

Durch den Rückgang von Ernteerträgen kann die Ernährung der weiterhin steigenden Weltbevölkerung gefährdet werden. Hiervon sind vor allem armutsgefährdete Regionen und Menschen betroffen, deren Not sich weiter verstärken wird. Der Anstieg des Meeresspiegels wird Küstenregionen überfluten und unbewohnbar machen.

Beim Zusammenhang der klimabedingten Erderwärmung und der Eisschmelze handelt es sich um eine Feedbackschleife, die Albedo-Rückkopplung genannt wird. Die Erwärmung des Klimas führt dazu, dass große Flächen Inlands- und Meereis teilweise oder ganz schmelzen. Durch die Eisschmelze entstehen zusätzliche Wasser- und Landflächen, welche die Sonnenenergie jedoch nur zu einem deutlich kleineren Teil reflektieren können, als eine geschlossene Eisschicht. Während die Reflexionsfähigkeit (Albedo) bei Eis bis zu 90% beträgt, sinkt sie, je nach Art der durch die Schmelze freigewordenen Fläche, auf unter 25% (Landflächen) oder sogar auf weniger als 10% (Wasserflächen).

Die sehr effektive Reflexionsfläche des Eises geht also zunehmend verloren, was die Klimaerwärmung zusätzlich begünstigt und somit zu einer verstärkenden Rückkopplung führt.

Neben dieser zentralen Rückkopplung, gibt es noch weitere verstärkende Effekte, die hinzukommen, wenn Eis schmilzt. Hierzu gehört der erhöhte Wasserdampfanteil in der Atmosphäre, welcher ebenfalls den Treibhauseffekt begünstigt.

Es ist also möglich, dass sich der Vorgang der Eisschmelze ab einem gewissen Punkt (Kipppunkt) selbst in Gang hält und nicht mehr auf dem aktuellen Stand gehalten werden kann.

Ausgehend von den Einzelaktionen der schwedischen Schülerin Greta Thunberg im August 2018 setzen sich mittlerweile weltweit vor allem Schülerinnen, Schüler und Studierende in der Bewegung „Fridays for Future“ (deutsch „Freitage für [die] Zukunft“, kurz FFF) für möglichst umfassende, schnelle und effiziente Klimaschutz-Maßnahmen ein. Das Hauptziel ist es, das 1,5-Grad-Ziel der Vereinten Nationen, welches auf der Weltklimakonferenz in Paris 2015 erklärt wurde, noch einhalten zu können. Zu diesem Ziel haben sich in den vergangenen Jahren viele junge Menschen freitags während der Schulzeit zu Klimakundgebungen getroffen und dafür die Schule bestreikt, um auf ihre Anliegen aufmerksam zu machen. Diesen Zusammenhang zeigt auch der ursprüngliche schwedische Namen der Bewegung „SKOLSTREJK FÖR KLIMATET“ (deutsch „Schulstreik für das Klima“). Die Proteste von „Fridays for Future“ wurden durch die Covid-19-Pandemie vorübergehend ausgebremst, da öffentliche Aktionen und Demonstrationen nur sehr vereinzelt stattfanden.

Zweifel am menschengemachten Klimawandel werden auch weiterhin geäußert. Die Wissenschaft ist sich jedoch zunehmend einig und tritt unter anderem mit der Initiative „Scientists for Future (S4F)“ als Unterstützer von FFF zunehmend präsent in der Öffentlichkeit auf und widerlegt immer wieder vermeintliche Argumente der Klimawandel-Leugner. Dadurch wird auch die politische Durchsetzung von Klimagesetzen gestützt, was wiederum grundlegende gesellschaftliche Veränderungen nach sich zieht. Ein Beispiel ist der von 195 Staaten im Jahr 2015 in Paris unterzeichnete Weltklimavertrag, der helfen soll, die Erderwärmung zu stoppen. Nationale und internationale Gesetzgebung, die auf diesem Vertrag basieren, werden zunehmend gefordert, vor Gerichten eingeklagt und letztlich durch die geänderte öffentliche Wahrnehmung auch politisch verfolgt. Durch diesen politisch geleisteten Klimaschutz ist es überhaupt erst möglich, größere Ziele gesamtgesellschaftlich zu erreichen.

Es gibt viele Möglichkeiten, sich im Alltag klimafreundlich(er) zu verhalten. Wichtig ist dabei vor allem die Reduktion von eigenverursachten Treibhausgasen, also die Verkleinerung des eigenen „CO₂-Fußabdrucks“. Einen großen Einfluss hat daher der Verzicht auf fossile Energiegewinnung und die Reduktion oder der Verzicht auf Fleisch. Insgesamt sind es vor allem viele kleine Schritte, die zum Ziel führen. Hier sollen nur ein paar Dinge exemplarisch aufgeführt werden.

• Einsparung von Energie und Nutzung erneuerbarer Energie
• Verzehr von tierischen Produkten einschränken
• Produkte aus Bioanbau konsumieren
• beim Konsum auf kurze Transportwege der Waren achten
• Nutzung von Recycling-Papier und Reduktion des Papierverbrauchs
• den Kühlschrank regelmäßig reinigen und die Tür schnell wieder schließen
• energiesparend und mit Deckel kochen
• Wäsche bei niedriger Temperatur waschen und auf den Trockner verzichten
• nachts und im Urlaub die Heizung runterdrehen
• Stoßlüften
• Fenster mit Dreifachverglasung (oder besser)
• LED-Lampen nutzen und überflüssige Lampen ausschalten
• Elektrogeräte bei Nicht-Nutzung vollständig abschalten
• das Fahrrad und öffentliche Verkehrsmittel nutzen
• Flüge vermeiden