Der Begriff Klimaveränderung bezeichnet eine Veränderung des Klimas auf der Erde über einen längeren Zeitraum. Seit bestehen der Erde veränderte sich das Klima ständig; somit fanden auch ständig Klimaveränderungen statt. Eine Klimaveränderung kann beispielsweise eine tendentielle Erwärmung der Oberflächentemperatur über Jahrtausende bezeichnen.

Die wohl wichtigste und anerkannteste Erklärung für die starke Veränderung der Erdmitteltemperatur über die Zeit hinweg ist die Kontinentaldrift. Mit der Kontinentaldrift ist die Bewegung der Landmassen auf unserer Erde gemeint. Die Land- Meerverteilung war nicht immer so, wie wir sie heute kennen. Ein Beispiel, das dies belegt, ist das Auftreten des Silur-Ordovizischen Eiszeitalters vor etwa 440 Millionen Jahren im Bereich der heutigen Sahara.

Damals bildeten das heutige Südamerika, Afrika, die arabische Halbinsel, Indien, Australien und die Antarktis den großen Urkontinent Gondwana bzw. Gondwania. Wenn man nun hört, dass dieser Kontinent am geografischen Südpol lag, versteht man auch wie im Gebiet der Sahara Eis entstehen konnte. Die grundlegende Theorie der langsamen Zirkulation der Kontinente (Kontinentaldrift) erstellte Alfred Wegener.

Genauer erklären kann man diese so: Die Erdoberfläche besteht aus mehreren großen Platten, den Tektonischen Platten. Diese Platten „schwimmen" praktisch auf der sich darunter befindlichen flüssigen Lava und bewegen sich somit darauf. Jedoch sind diese langsamen Bewegungen äußerst gering und können nur über sehr lange Zeit Auswirkungen haben. Die Theorie, die die Kontinentaldrift als Grundlage hat, besagt, dass der Niederschlag an den Polen nur dann eine Chance hat Eis oder Schnee zu bilden, wenn sich dort Land befindet, da dieses Land sehr viel mehr Sonnenstrahlen als Wasser reflektiert. Durch die Reflektion des Lichts kommt es dort zu einer Abkühlung und es entsteht Eis. Dieses Eis ist noch besser dazu geeignet, Sonnenstrahlen zu reflektieren, was bewirkt, dass es weiter kälter wird und sich immer mehr Eis bildet. Jedoch wird damit die Wasseroberfläche auch immer kleiner, da nun sehr viel Wasser im Eis gebunden ist. Durch die kleinere Wasseroberfläche kann aus den Meeren auch weniger Wasser und Feuchtigkeit verdunsten. Dies führt dazu, dass es nicht mehr so viele Niederschläge auf der Erde gibt und das Eis so nicht weiter wachsen kann. Liegen nun beide Pole im Wasser, ist es nur eventuell möglich, dass sich Meereis bildet, welches jedoch nicht den Pegelstand des Meeres verändert und so auch keine weiteren Veränderungen hervorruft. Da ein Großteil der Erdoberfläche Wasser ist, ist es relativ unwahrscheinlich, dass sich ausgerechnet an den Polen Kontinente befinden. So kommt es, dass der Normalzustand der Erde ein warmes Klima ist. In unserer heutigen Zeit liegen beide geografischen Pole auf Kontinenten, was die momentane Eiszeit erklärt.

Die Sonne scheint einen größeren Einfluss auf das irdische Wetter und Klima zu haben, als bisher von den Meteorologen vermutet. Offenbar hängen sowohl langfristige Klimaveränderungen als auch unser tägliches Wetter viel enger mit den Aktivitäten unserer Sonne zusammen. Jedoch weiß man noch nicht viel über dieses Thema.

So wie wir das Licht der Sonne täglich sehen, erscheint es uns stabil und gleichmäßig. Satellitendaten zeigen aber, dass sich in den für das menschliche Auge unsichtbaren Spektralbereich teilweise starke Veränderungen sowie Schwankungen der Sonnenaktivität verbergen.

So kommt von der Sonne beispielsweise ein ständiger Sonnenwind, der aus einem beständigen Strom elektrisch geladener Teilchen besteht und dessen Stärke stark variiert. Ebenso verändert sich die ultraviolette Strahlung. Die Erfassung der Wechselwirkung zwischen der sich ändernden Sonnenaktivität und dem Magnetfeld unseres Planeten untersucht die Wissenschaft unter dem Begriff „Weltraumwetter“.

Die solaren Schwankungen lassen sich durch permanente Veränderungen im Magnetfeld der Sonne erklären. Das magnetische Verhalten der Sonne unterliegt wiederkehrenden zyklischen Schwankungen. Ein solcher Sonnenzyklus, zwischen einem Solarminimum und einem Solarmaximum, dauert etwa 11 Jahre. Auf dem Zyklus-Höhepunkt, der das letzte Mal 2001 erreicht worden ist, wird der Sonnenwind zu einem regelrechten Sonnensturm. Auf der Sonnenoberfläche ereignen sich nun gewaltige Eruptionen, die große Mengen energiereicher Partikel ins All schleudern. Die dabei freigesetzten Urgewalten entsprechen dabei etwa der Explosion von 66 Milliarden Hiroshima-Bomben. Die ersten Beobachtungen der Sonnenflecken gehen auf das Jahr 1610 zurück. Damals wurden diese unter anderen von Galileo Galilei mit einem Fernrohr gemacht. Regelmäßige Zählungen gibt es allerdings erst seit 1860 vom astronomischen Observatorium in Zürich.

Im Wesentlichen erforschen die Wissenschaftler 3 Mechanismen, die den Zusammenhang zwischen Sonnenaktivität und der Wetter- und Klimaentwicklung auf der Erde erklären könnten.

• Erstens haben die Intensitätsschwankungen der von der Sonne abgegebenen UV-Strahlung Folgen für die Ozonbildung in der Erdatmosphäre. Dies führt zu Veränderungen in der Ozonschicht und hat so Rückwirkung für die globale Zirkulation der Luftmassen.

• Zweitens verändern sich unter dem ankommenden Sonnenwind die elektrischen Eigenschaften der äußeren Erdatmosphäre, was sich auch auf die unteren Schichten der Atmosphäre auswirkt. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass dieser vom Sonnenwind beeinflusste kosmische Partikelregen die Wolkenbildung der Erdatmosphäre begünstigt.

• Drittens ist die Erdatmosphäre während des Sonnenminimums verstärkt kosmischer Strahlung ausgesetzt. Die Teilchen des Sonnenwindes schirmen in solchen Phasen die Erde weniger gegen den Schauer der schwereren und sehr energiereichen Partikel ab, die als kosmische Strahlung aus dem Weltraums auf unseren Planeten treffen.

Noch weiß man wenig über die Bedeutung, die den einzelnen Mechanismen zukommt. Auch ist nicht bekannt, ob es zwischen den Mechanismen Wechselwirkungen gibt. Neben dem schon angesprochenen 11-jährigen Zyklus wurden noch weitere beobachtet. So gibt es beispielsweise den Gleißberg-Zyklus, der alle 80 bis 90 Jahre wiederkehrt, oder einen anderen Zyklus von etwa 208 Jahren. Weiter kann die Sonne auch eine verringerte Aktivität über Jahrzehnte hinweg aufweisen. Edward Maunder untersuchte 1890 die historisch beobachteten Sonnenflecken und entdeckte eine „Pause“ in den 11-jährigen Zyklen zwischen 1695 und 1720, eine Epoche, die auffallend mit der „Little Ice Age“ zusammenfällt.

Weitere Faktoren die das Klima in der Vergangenheit sicherlich beeinflussten, sind der Treibhauseffekt und der El Niño.