1980年，发现了一种可以测定极地冰层中包裹的古代大气中二氧化碳含量的方法，这直接证明了CO2与气候变化结合，影响过去、现在和未来的全球温度。
在地球两极附近的古代冰盖中，压实的雪层中存在微小的气泡，这些气泡提供了过去大气的记录。但是我们很难读懂。四十年前，冰川学家罗伯特·德尔马斯和他的同事开发了一种技术，可以准确地测量气泡中的二氧化碳含量。他们的工作也为现在测量奠定了坚实的基础，现在认为大气CO2含量与地球的温度有关。
十九世纪末，瑞典科学家斯万特·阿尔赫纽斯对地球冰河时代产生的原因非常感兴趣。通过研究，他认为CO2含量的变化可能会影响大气吸收地面热量的能力，而非热量散到太空。他认为，在冰川期，温度较低是由于这种吸收的减少。
我们知道历史上发生过多次冰期，詹姆斯·克罗尔认为地球轨道的变化导致了冰川循环，然后在自然界反映出来（如积雪变化）。米兰科维奇通过观察地球运动的细微变化以及由此引起不同纬度（入射阳光）的变化，完善了这一想法。20世纪最大的科学成就就是确认了米兰科维奇的天 冰期理论：全球气候和冰期间冰期转换具有2、4、10万年的地球轨道周期，分别为近日点进动周期、黄赤交角周期和地球轨道偏心率变化周期。
冰盖于18000年前开始融化对应大冬季结束，大春季开始；快速融化始于13500年前到7000年前对应大夏季；7000-5000年前间的冰融量减少对应大秋季（对应大约7000年前，地球或许受到了一阵短暂而强烈的宇宙射线袭击）；此后海平面缓慢下降对应大冬季。今后两万年，现在至5000年后的大春季对应冰盖融化和海平面上升、5000-10000年后的大夏季对应冰川快速融化、10000-15000年后的大秋季对应冰川融化减弱、15000-20000年后的大冬季对应新一轮的冰盖增长。未来两个大世纪全球变暖是大趋势。而后，全球气候重新变冷，有可能进入新的冰期。
在20世纪60年代，从冰川深处钻出的冰芯中的空气内含物（图1）激发了人们对古代大气的自然样本的兴趣。
CO2浓度
如果发现CO2浓度随时间而变化，人们将有办法测试我们所熟知的温室理论。自工业革命以来，全球大气中二氧化碳的浓度一直上升，这是我们所观测到的，是事实。
从过去40万年的角度来看，现在大气中的二氧化碳浓度超过了那期间的任何时候，而目前全球气温并不是40万年以来最高值，也就是说，二氧化碳浓度上升与气温上升不成比例，二氧化碳浓度上升不是气温上升的唯一原因。
Wu和Peltier（1983）估计北半球劳仑泰德冰盖和斯堪的纳维亚的冰盖于18000年前开始融化，快速融化始于1350年前到7000年前，7000-5000年前间的冰融量减少。Jaritz和Ruder（1977）绘出莫桑比克全新世海面变化曲线，10000-8000年前期间海面以每百年2.65米的速率快速上升，8000-6000年前期间海面上升速率明显减慢，将为每百年0.47米。6000年前海面达到最高点，高出现代海面2.5米。此后海面缓慢下降至现代海面位置。这表明5000-6000年前高海面和高于现在气温的存在。这也就是说，目前过高的二氧化碳浓度并没有使全球气温达到40万年来最高水平。历史上，气温上升与二氧化碳浓度增加不成比例，温室效应无法解释这一现象，不是全球变暖唯一因素。
温度
就温度变化而言，最常见的就是这个工业革命之后的世界各个组织的温度测量数据了，我找了一个最为详尽的如下图，过去百年几乎有将近1度的温度上升。
时间尺度不同，我们的观察结果也不同，过去一万5千年来温度确实有波动，但是如今的温度变化依旧在正常范围。
自1750年以来，由于人类活动，全球大气CO2、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)浓度已明显增加，目前已经远远超出了根据冰芯记录测定的工业化前几千年中的浓度值。2005年大气中CO2和CH4的浓度已远远超过了过去650,000年的自然范围。全球CO2浓度的增加主要是由于化石燃料的使用，同时土地利用变化为此做出了另一种显著但较小的贡献。很可能已观测到的CH4浓度的增加主要是由于农业和化石燃料的使用。N2O浓度的增加主要是由于农业。
总之，气候变化带来的挑战需要我们全人类共同面对，气候变化即冷暖交替的过程，历史上冰期间冰期的旋回都会对生物的生存带来极大的挑战，在地质历史时期，我们人类实在渺小，上百万年的时光，对于我们人类而言确实难以想象。
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