Jordens klima dannes som en konsekvens av kombinasjonen av både interne og ytre faktorer. Å øke forståelsen av hvordan disse ulike faktorene virker sammen for å gi klimavariasjoner, er en av klimaforskningens viktigste oppgaver. Selv om ytre pådriv som sol, vulkaner og menneskeskapte utslipp er viktige drivere, vil det uavhengig av disse alltid være en stor grad av intern variabilitet i klimasystemet. Varme år kan for eksempel ofte knyttes til en varm fase i det naturlige fenomenet El Niño, som gir høye temperaturer i Stillehavet ved ekvator. Tilsvarende vil kalde år ofte knyttes til den negative fasen, som gir lave temperaturer samme sted.

For å undersøke hvordan ytre pådriv påvirker klimasystemet, har man som del av den pågående femte hovedrapporten til FNs klimapanel, forsøkt å simulere det observerte klimaet gjennom de siste 1000 år. Dette har man gjort gjennom storstilte felles simuleringseksperimenter.

I eksperimentene er avanserte klimamodeller foret med ytre klimapådriv, både menneskeskapte og naturlige. Hovedtrekkene i den observerte klimautviklingen simuleres bra, særlig dersom man ser på gjennomsnittet for større områder. Modellene identifiserer hvordan de forskjellige pådrivene har virket sammen for å gi den klimautviklingen vi har opplevd de siste 1000 år, og viser hvordan vulkaner og solvariasjoner dominerte utviklingen fram til utpå 1800-tallet, mens vi deretter i større og større grad ser at klimautviklingen må tilskrives menneskelige utslipp.

Solinnstrålingen

Variasjoner i den totale solinnstrålingen til jorda er en viktig kilde til naturlige svingninger i klimaet. Denne solvariasjonen kjennetegnes av spesielle perioder, der den viktigste er relatert til den velkjente 11-års syklusen i solflekkaktivitet, men variasjoner på lengre tidsskalaer finnes også.

Det er verdt å merke seg at vår forståelse av solens mulige påvirkning av klimaet på jorden fortsatt er mangelfull. Likevel, direkte målinger av solinnstrålingen fra satellitter viser ikke noen økning siden 1979, noe som indikerer at endringer i solinnstrålingen ikke kan forklare mesteparten av den pågående globale oppvarmingen. Samtidig har nyere forskning vist at relativt små endringer i solinnstrålingen kan ha stor innvirkning på oppvarming og ozonkjemi i høyere lag av atmosfæren (10-15 kilometer), noe som igjen kan føre til merkbare endringer i luftsirkulasjonen ved overflaten. Dette kan være av stor betydning for regionale klimaendringer og endringer i værmønstrene.

Ny forskning har også pekt på at de kalde vintrene vi har opplevd i Europa de siste årene kan henge sammen med et minimum i solaktiviteten i den siste 10-årsperioden. Det er fortsatt stor usikkerhet knyttet til dette, og mer forskning på solens rolle i klimasystemet er derfor nødvendig for å gi bedre kvantitative beregninger av hvor viktig solen er for den naturlige klimavariabiliteten.