気候変動とは、気温や気象パターン（降水量、雲など）の平均的な状態が（数十年規模の）長い時間スケールで変化することを指します。気候変動を引き起こす要因は、地球温暖化で注目される人間活動のみならず、自然の要因もあります。例えば、太陽活動の変化や大規模な火山噴火によっても地球の気候はこれまで変動しており、その都度温暖化や寒冷化（氷河期）を経てきました。ただし、その自然要因だけでは説明がつかない急激な気温上昇が1900年以降に観測され、地球温暖化と呼ばれています。

気候変動予測における難題の１つとして、二酸化炭素などの増加などにより気温が上昇すると、雲がどのように変化し、その変化が温暖化の加速と減速のどちらに働くのかを予測することです。雲は地球の表面積の2/3を覆っており、その影響は非常に大きくなります。

産業革命以降、地球の気温は上昇し、①雲の高度、②雲の量、③雲の相（水・氷）といった雲の特性が変化し、地球の放射収支に影響を与え、よって地球の気温を変化させてきました（図２）。このような「雲フィードバック」と呼ばれる過程は、気温上昇を増幅させる効果と一部相殺させる効果の両方があります。具体的には、気温が上昇すると、高層の雲は上昇し、地球からの熱を逃さない効果がより強く表れると推察されます。また、亜熱帯海洋上では、低層の雲の量は少なくなり、地表に届く日射が多くなると見込まれています。いずれも、温暖化を加速させる効果があります。一方、高緯度の雲では、気温の上昇により、氷粒が水滴に融解します。液体の水から氷へ変化する相変化では、大きい氷粒が、粒径は小さく多数の水滴の集合体に変わるので、雲が地表に達する日射量を遮る効果が強くなり、地表を冷やし、温暖化を減速させる方向に働きます。

つまり、気温の上昇に起因する雲の高度・量の変化によって加速される気温上昇の一部は、雲の相変化により冷却化されますが、全体としては、雲は温暖化を加速させると考えられています。

温暖化・冷却化といった地球の気候システムにおける温度の状態は、太陽から受ける放射エネルギーや地球から放出される熱エネルギーの収支や伝達過程に強く依存しています。

これらを左右する要因はさまざまで、温室効果ガスや大規模な火山噴火、雲やエアロゾルによる放射への直接的・間接的効果、太陽活動の変化などです。こうした（外的な）要因が気候変動に与える影響を定量的に表す指標に、放射強制力というものがあります。

放射強制力は、ある要因が地球の放射エネルギー収支に対して与える影響をW/m2の単位であらわしたものです。 図３は、人為起源・自然起源の気候変動要因について、放射強制力の大きさを示したものです。放射強制力がプラスであるほど温暖化へ寄与し、マイナスであるほど冷却化に寄与すると考えられます。放射強制力のグラフに示されている黒い線はエラーバー、すなわち誤差の大きさを示しています。