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1、天文方面的原因主要有以下幾個：

（1）太陽輻射強度的變化：太陽輻射可能在10～109年范圍內(nèi)變化?？梢姽廨椛渥兓秶话阍?.05％～1.0％，最大不超過2.5％。太陽輻射的變化主要表現(xiàn)在紫外線到X射線以及無線電波輻射部分，當太陽活動激烈時，這部分輻射發(fā)生強烈擾動。如果太陽輻射變化1％，氣溫將變化0.65～2.00℃。

（2）太陽活動的準周期變化：研究表明，太陽活動的準周期變化與氣候振動有密切關系。如太陽黑子的活動，其規(guī)律為11年、22年和88～90年。但目前人們想根據(jù)太陽變化規(guī)律來探索氣候變化的原因，尚未取得令人滿意的結果。

（3）地球軌道要素的變化：地球軌道要素（地球公轉(zhuǎn)軌道橢圓偏心率、自轉(zhuǎn)軸對黃道面的傾斜度、歲差）的變化使不同緯度在不同季節(jié)接受的太陽輻射發(fā)生變化，通常用以解釋第四紀冰期與間冰期的交替。

2、地文學方面的原因：地質(zhì)時期中，下墊面的變化對氣候變化產(chǎn)生了深刻的影響。其中以地極移動（緯度變化）、大陸漂移、造山運動和火山活動影響最大。

據(jù)地質(zhì)學家考察結果發(fā)現(xiàn)，在整個地質(zhì)時期中，氣候史上最大的冰川活動時期都發(fā)生在地質(zhì)史上最重要的造山運動之后。如第四紀大冰期發(fā)生在從第三紀開始的新阿爾卑斯造山運動之后，石炭—二疊紀大冰期發(fā)生在晚古生代的海西造山運動之后。

大氣環(huán)流的變化也會影響氣候變化。如北冰洋極地高壓的擴大和加強，勢必導致偏北風加強。

3、人類活動對氣候的影響：近百年來世界氣候變化的主要影響因子，按其重要程度排序為：二氧化碳濃度變化、城市化、海溫變化、森林破壞、氣溶膠、荒漠化、太陽活動、O3、火山爆發(fā)及人為加熱。由此可見，大氣中二氧化碳的含量的變化以被當作近代氣候變化的首要原因。