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古气候的变化气候系统是地球系统中最为活跃的组成部分之一，从地质历史来看，地球一直经历着冷—暖和干—湿等一系列的变化，但是引起这些变化的原因各不相同，古气候变化是自然因子而非人类活动干预的结果。
在距今11000～5000年间，由于地球轨道参数的变化，地球出现增温现象，北半球山地冰川发生了一次显著的退缩事件，但当时冰川退缩的规模比20世纪末要小得多。
目前全球性的山地冰川退缩似乎并不是由这样的原因引起的，因为过去几千年北半球夏季太阳辐射在减少，这应当有利于冰川增长。
距今约12.5万年的末次间冰期期间，由于格陵兰冰盖和北极冰原融化等原因，导致全球平均海平面可能比20世纪高4～6米，其中，格陵兰冰盖和北极冰原融化所造成的海平面上升可能不超过4米，南极对海平面上升或许也有所贡献。
冰芯资料显示，当时北极平均温度比现在高3～5℃，这是由地球轨道参数变化造成的。
另外，一些研究工作也能证明末次冰期冰盛期（LGM，距今约2.1万年）和全新世大暖期（距今约0.6万年）与当前的气候变暖不同，前者主要与地球轨道参数的变化有关，后者主要是由全球辐射强迫变化造成的。
政府间气候变化专门委员会第四次评估报告综合了多项研究。
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