La gente confunde a menudo los conceptos de calentamiento global y cambio climático, y no ayuda el hecho de que las empresas de medios de comunicación a menudo sustituyan uno por otro en la información de la televisión, los periódicos y las redes sociales. Esto es algo comprensible, ya que los dos conceptos se solapan mucho. De hecho, existe una relación causal entre ambos. Sin embargo, hay algunas diferencias sutiles y otras no tan sutiles entre el calentamiento global y el cambio climático.
La frase calentamiento global es utilizada por los científicos para referirse a un aumento a largo plazo de la temperatura media del aire en la Tierra. Puede referirse específicamente a ese calentamiento que se debe a la influencia de las crecientes concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera. La superficie de la Tierra obtiene la mayor parte de su calor de la energía asociada a los rayos solares, que inciden en la superficie del planeta durante el día. Por la noche, la mayor parte de esta energía se irradia al espacio. Los gases de efecto invernadero (como el dióxido de carbono, el metano, los óxidos nitrosos y los clorofluorocarbonos) absorben la radiación infrarroja (energía térmica neta) emitida por la superficie de la Tierra y la irradian de nuevo a la superficie, contribuyendo así al efecto invernadero. Aunque el reciente aumento de los gases de efecto invernadero en la atmósfera es posiblemente el principal factor que afecta al calentamiento global, hay otros factores que intervienen (como las variaciones en la órbita de la Tierra, el ángulo del eje del planeta y las variaciones en la producción de energía del Sol). No obstante, a medida que las mayores concentraciones de gases de efecto invernadero permiten a la atmósfera terrestre retener mayores cantidades de calor que normalmente escaparían al espacio por la noche, la temperatura media de la Tierra aumenta.
El cambio climático es un poco diferente. Antes de analizar qué es el cambio climático, puede ser útil pensar un poco en el clima con respecto al tiempo. El tiempo, que a menudo se confunde con el clima, es el conjunto de condiciones de la atmósfera en un lugar durante un periodo de tiempo limitado, como por ejemplo a lo largo del día, por la noche o en un momento determinado del día. El clima, en cambio, es el estado medio de la atmósfera en un lugar determinado durante un largo periodo de tiempo, como 30 años o más. Por tanto, el cambio climático es un cambio a largo plazo en el estado medio de la atmósfera.
Los seres humanos contribuyen sin duda al cambio climático al añadir gases de efecto invernadero a la atmósfera, pero esto es sólo una parte de la ecuación. El clima de la Tierra puede cambiar a lo largo del tiempo no sólo por los cambios en la atmósfera, sino también por las interacciones entre ésta y diversos factores geológicos, químicos, biológicos y geográficos. Por ejemplo, los climas regionales (así como el clima global de la Tierra) pueden cambiar en respuesta a un período sostenido de fuerte actividad volcánica. Gran parte de esa actividad está relacionada, a su vez, con el movimiento de las placas tectónicas de la Tierra, que impulsa a los continentes a través de la superficie del planeta. A lo largo de cientos de miles o millones de años, los continentes chocan con otros o se separan, cambiando la trayectoria de las corrientes oceánicas y los vientos locales. Esto afecta al transporte de calor desde los trópicos a los polos. El clima global de la Tierra también ha cambiado en respuesta a los cambios drásticos en la química atmosférica, especialmente el aumento de las concentraciones de oxígeno hace miles de millones de años, cuando las plantas, las algas y otras formas de vida capaces de realizar la fotosíntesis comenzaron a extenderse por el planeta.
A medida que el mundo sigue comprendiendo cómo influyen las actividades humanas en el clima de la Tierra, los efectos tangibles del cambio climático provocado por el calentamiento global -como el derretimiento de los glaciares y los casquetes polares, el aumento del nivel del mar y los cambios en los patrones estacionales de temperatura y precipitación- se están convirtiendo en el centro de atención. Dado que estas alteraciones son cada vez más evidentes, muchos científicos las discuten cada vez más en términos de cambios climáticos reales a largo plazo, en lugar de limitarse a comentar la temperatura media de la Tierra. En consecuencia, el cambio climático también puede referirse a la relación causa-efecto entre el calentamiento global y el cambio climático. Es decir, puede referirse a un cambio en el estado medio de la atmósfera provocado por el calentamiento global.