As mudanças climáticas nomeiam a variação do clima a longo prazo, seja ela global ou em escala regional. Essas variações podem ser mudanças de temperatura, de precipitação e de nebulosidade, assim como fenômenos naturais climáticos, sendo o exemplo mais latente deste o misterioso El Niño, cujas causas não foram totalmente explicadas até hoje, e podem ser causadas por:
- Processos internos, na Terra e ao longo de sua atmosfera:
- deriva continental, que prega que os continentes estão em constante movimentação, podendo se afastar ou se aproximar dos pólos;
- movimentos orogenéticos, quando formam montanhas, podem alterar o curso e a circulação dos ventos;
- fenômenos El Niño e
- esfriamento global, teoria defendida por cientistas na qual se prevê uma nova glaciação, resultando em uma nova era glacial. Acredita-se que ainda na próxima década a Terra iniciará um processo lento de resfriamento, chegando ao ápice em 2060. Esta possível nova era do gelo, no entanto, deve perder suas forças até o século XXII. Caso isso ocorra, haverá grandes mudanças no relevo continental e no nível do mar, pois mais água ficará retida nos pólos, “revelando” pedaços de terra escondidos pelos mares e alterando o formato dos continentes.
- ciclo solar, que dura onze anos e justifica a mudança no ritmo das erupções solares e da movimentação das estruturas magnéticas em direção aos pólos solares, e, logo, a variação da intensidade do vento e do campo magnéticos solares. Essas alterações resultam em períodos com aumento da atividade geomagnética da Terra e da oscilação da temperatura do plasma ionosférico na estratosfera terrestre. Esse Ciclo Solar ocorre pois o sol emite energia de forma instável, apesar de ser uma estrela de classe G. Além do caso do Ciclo Solar, o sol também é capaz de aumentar a energia, ou radiação solar, emitida em até 10% a cada bilhão de anos, sendo essa a explicação para a energia do sol ter sido de apenas 70% da potência de hoje quando surgiu a vida na Terra, há quatro bilhões de anos.
- variação orbital, que determina o aumento ou a diminuição das radiações solares por conta de alterações no movimento da Terra ao redor do Sol. A variação orbital ocorre periodicamente, fazendo a radiação do sol chegar de forma desigual a cada hemisfério e provoca períodos de longos verões e longos invernos. Ela é causada pela excentricidade orbital (grau de de afastamento de uma órbita da forma circular), inclinação do eixo da Terra e precessão de equinócios.
- impacto de meteoritos, que podem não apenas alterar profundamente a biosfera e o formato dos continentes e dos oceanos como também mudar o clima. O abalo pode ser tanto a ponto de desencadear uma tragédia: ocorreriam incêndios generalizados, que unido ao efeito estufa pode aumentar a temperatura da Terra; o calor também quebraria moléculas de nitrogênio e oxigênio, que, unindo-se ao hidrogênio formariam o ácido nítrico, este um dos responsáveis pela chuva ácida; a acidez da chuva prejudicaria a vida na superfície terrestre, inclusive no ecossistema marinho.
- emissão de gases do efeito estufa, como o CO2, ou gás carbônico, podem ser responsáveis por um aumento na temperatura da Terra e têm seu índice na atmosfera aumentado em desmatamentos, queimadas de florestas e de combustíveis fósseis e o cultivo de gado, cuja flatulência contém o dióxido de carbono.