19世紀末，瑞典化學家阿瑞尼斯投入研究地球均溫和大氣中二氧化碳濃度之間的關係，這或許是人類史上首次認真探討此問題。
「氣候敏感性」概念，奠定了人類對氣候變遷的理解，也說明人類為何試圖減緩氣候變遷。阿瑞尼斯推算，如果大氣中的二氧化碳濃度上升一倍，會導致全球升溫達攝氏5至6度。往後百年來的各種努力，進一步修正此估值，但仍有許多不確定性。
氣候科學在2025年的進展，或可消除更多不確定性。由於大氣系統包含各式各樣的過程和反饋迴圈，許多機制至今尚未明朗。
氣膠和雲層是其中數一數二重要的未解機制，兩者既可反射陽光降溫，也可吸熱增溫，而且氣膠還會影響雲層形成的地方，讓事情更加複雜。氣候科學家至今難以建立可清楚解釋氣膠和雲層的微物理特性模型，只得採納簡化版的運作原理，結果預測往往存在巨大不確定性。
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