地球气候变化问题的研究是当今地球科学发展最为迅速的领域之一。其科学目标是揭示气候变化的规律和机理，预测未来的变化，同时，评估气候变化对生态系统、经济和社会发展的影响。当前最有挑战性的科学问题是人类对地球气候的影响，其中包括：人类是否正在改变着地球的气候？人类的影响相对于气候的自然变化来说有多大？未来的气候在多大程度上可以被预测？人类应当如何应对地球气候的重大变化等一系列科学问题。
    中国科学院大气物理研究所研究员符淙斌介绍了相关研究的进展：

    首先，过去气候变化历史的重建，为研究人类对地球气候变化的影响提供了坚实的自然背景。最近1000年来的北半球温度变化曲线提供了近百年来地球气候变暖的确切证据：20世纪是近1000年来最暖的世纪，全球平均温度升高了0.4-0.8oC， 90年代是近100年来最暖的十年。同时， 近代卫星观测资料也为地球气候变暖提供了新的证据。

    其次，通过一系列的科学分析方法检测到人类活动、主要是人为排放的温室气体含量增加对地球气候变暖的具体影响。长期系统的观测资料表明1750年以来，大气二氧化碳的浓度增加了31%。 其中过去20年内的增长大约3/4是煤和石油等燃烧释放引起的，其余1/4主要是森林破坏的结果。此外，其他的温室气体都有迅速的发展，这些温室气体可以明显影响大气的辐射收支，增强温室效应，造成地球气候变暖。

    第三，气候数值模拟的发展十分迅速，为气候变化的预测提供了客观定量的工具。海洋、大气、冰雪和生物圈的气候模式正在不断改进和完善。利用这类模式以及未来温室气体和气溶胶浓度变化的情景，已经作出了21世纪气候变化的情景预测，得出了地球气候将继续变暖的重要结论。同时， 由地面观测站网、海洋浮标网和系列卫星观测组成的地球气候观测系统（包括全球海洋观测系统和全球陆地观测系统）, 正在为监测气候系统的变化提供更多、更精确的信息，为研究气候变化的规律、检测人类活动对气候变化的影响、数值气候模拟和预测提供最基础的数据。

    第四，地球气候变化是地球系统科学的一个核心科学问题。气候研究主要集中于系统中的“物理过程”。作为物理过程的气候变化同地球系统中的化学过程和生物过程有密切关系。因此，为了揭示气候变化规律，改进对气候变化的预测，不仅要认识大气、海洋、陆地和植被相互联系的物理过程，而且要研究气候系统中的物理化学过程和生物过程之间的相互关系，在地球系统科学理论指导下发展物理气候同生物地球化学过程耦合的“地球系统模式”。

    符淙斌研究员还认为，除了加强地球科学的理论研究外，必须进一步大力发展和改善地球观测系统以及信息传输和数据处理系统，以提供正确、长期的地球气候系统的观测数据。同时，要进一步发展有能力处理由大气、海洋、陆地和生物圈以及人类圈组成的，由物理、化学、生物和人文过程的相互作用联系起来的完整气候系统的数学方法，建立地球气候变化和预测的新理论和新方法。