尽管我们非常肯定人类活动导致了正的辐射强迫，而且也非常肯定气候已经发生了变化，但我们能确定二者有关吗？根本问题在于，引起气候变化的主要原因是人类活动，还是其他因素——如某种自然力量，或者只是气候系统内自然发生的变化呢？在2001年发布的报告中，IPCC指出，20世纪中期以来的变暖可能（可能性在66%以上）是由人类活动引起的；而2007年的报告则明显进了一步，变成了很有可能（可能性在90%以上）。

    许多独立研究的进展给了我们更多的自信。首先，观测记录如今已有5年之久，而且这一时期全球气温的升高趋势，与IPCC自1990年开始发布的报告中对温室气体驱动变暖现象的预测是一致的。此外，气候系统其他许多方面的变化也被考虑了进来，如大气环流的变化和海洋温度的变化。这些变化证明了人类对气候有着持续、不断扩大的影响。计算机气候模式也有了很大改进，它们对气候变化的成因研究意义重大。气候模式能够相当逼真地模拟现在和不久以前的气候状况。最后，自上次评估报告发布以来，观测记录中一些相当重要的、看起来自相矛盾的部分已经得到解决。

    最重要的矛盾是，地面仪器的温度记录与气球和卫星观测的大气温度记录明显不符：前者表明近几十年显著增温，并与人类影响相一致；后者则几乎没有显示出增温现象。几项关于气球和卫星观测数据的新研究已经解决了这一矛盾——现在的新数据表明，地面和大气都出现了持续的增温。

    在现实世界中进行试验，复制出20世纪温室气体浓度保持稳定（而不是增加）的情况下，气候发生的种种改变，应当是检验气候变化成因的理想途径，但是这种试验显然是不可行的。因此，科学家寻求了另一种相对理想的途径：模拟过去的气候状况。

    自IPCC发布上一份报告以来，两项重要突破增加了模拟研究气候变化成因并预测变化的信心。第一个突破，是在世界各地18个模拟小组的基础上，开发出了一个全面的、密切协作的模拟体系，以模拟地球气候的历史和未来演变趋势。使用大量模式，有助于在模拟范围内，定量分析不同气候过程中的不确定性效应。尽管我们已经对一些气候过程有了较好的了解，并可以用物理方程清晰地进行描述（如大气和海洋的流动或光和热的传播），但是我们对气候系统中的一些关键组成部分，如云和海洋涡旋、植物的蒸腾作用等，仍知之甚少。模式设计者采用了简化的参数化方法，对这些组成进行了模拟。为IPCC的评估报告开发一个多模式组合，主要是为了了解对气候变化成因，和气候变化预测有怎样的不确定性。为了这份最新的评估报告，科学家综合的模式数量和模拟试验数量都是史无前例的。 

   第二个突破是将更接近于现实的气候过程描述添加到模拟之中。这些过程包括大气气溶胶的性质、海冰的运动、陆地和大气之间的水分与能量交换等。现在，越来越多的模式已经把主要的气溶胶类型及气溶胶与云之间的相互作用计算在内了。

    科学家利用气候模式研究气候变化的成因时，首先模拟了过去100年仅受“自然”影响的气候变化，如太阳辐射的变化和大规模火山爆发，然后再将人类活动引起的温室气体和气溶胶浓度增加因素加进去，对气候进行模拟运算。这些试验结果让人震惊：只包括自然作用的模式无法解释20世纪中期以来观测到的全球变暖现象，只有加入了人为因素，才可以很好地解释观测事实。至于温度的长期变化模式，也只有考虑了所有的效应之后，模拟结果才与观测事实最为一致。

    有两种气候变化类型提供了人类影响的证据。第一个是陆地比海洋升温明显，海洋表层比深层升温明显。这与温室气体弥漫在大气中引起的升温形式一致：因为海洋的热惯量（thermal inertia）大、增温慢。同时也说明大部分热量正在被海洋吸收，地球的能量平衡已经被打破；第二个变化是对流层（大气底层）的温度升高，其上的平流层的温度却下降。如果太阳辐射提供了主要的辐射强迫，那么对流层和平流层都应该增温。然而，观测到的事实，恰恰与科学家根据温室气体浓度增加和平流层臭氧浓度减少而得出的温度变化预期相符。统计分析表明，这两个证据大大增加了人类的影响导致全球变暖现象这一说法的可信度。关于宇宙射线可以影响云，进而影响气候的说法，只是建立在有限记录的相关性分析上，当利用其他数据进行检验时，这些说法通常都站不住脚，它们的物理机制也只是推测而已。

    在更小的范围内气候是如何变化的呢？随着时空范围的减小，阐述气候变化的成因变得更为困难。这是因为在自然条件下，小范围的温度变化与平均温度变化相差太大，因而更容易掩盖气候变化的征兆。尽管如此，持续性的变暖意味着气候变化的征兆正在小范围地区内出现。2007评估报告发现，人类活动可能显著影响了除南极洲以外的所有大陆的温度。

    人类的影响还表现在一些极端事件上，如异常酷热、寒冷的夜晚、热浪的发生等。当然，这并不是说每一个极端事件（如2003年欧洲的热浪）的发生，都可以简单地归咎于人类活动引发的气候变化——通常这些事件非常复杂，有众多成因。但是，这也确实意味着人类活动比以往任何时候，都更有可能影响到这些事件发生的“几率”。