In den vergangenen gut 50 Jahren ist der CO2-Gehalt der Erdatmosphäre von etwa 315 ppm nahezu linear auf mittlerweile über 390 ppm angestiegen. Die bis etwa zur Jahrtausendwende nahezu parallel dazu verlaufende Erderwärmung ist hingegen in den vergangenen 10 bis 15 Jahren weitestgehend zum Stillstand gekommen. Für einen derart langen Zeitraum sagen die verfügbaren Klimaprojektionen eine solche Entwicklung jedoch nicht voraus. Es stellt sich daher zunehmend die Frage nach den Ursachen für die rezente Erwärmungspause. Existieren möglicherweise bislang nicht oder nur unzureichend berücksichtigte externe Einflussgrößen, welche den Strahlungsantrieb des Klimasystems in unerwarteter Weise verändern? Erfassen die Klimamodelle die natürliche Klimavariabilität auch für Vorhersagezwecke hinreichend genau, oder werden einzelne Prozesse nicht ausreichend berücksichtigt? Überschätzt die Klimawissenschaft eventuell sogar den anthropogenen Treibhausgaseffekt?
Zur Beantwortung der zuletzt gestellten Frage bietet sich ein Blick auf die von Satelliten gemessene infrarote Ausstrahlung der Erde an. Diese Daten zeigen einen eindeutigen Rückgang der in den Weltraum abgestrahlten Energie exakt in den Absorptionsbereichen der Treibhausgase. Sie liefern damit einen handfesten Beleg für einen weiter zunehmenden Treibhauseffekt. Dementsprechend erscheint eine genauere Betrachtung der beobachteten Temperaturentwicklung sowie der bekannten Strahlungsantriebe erfolgversprechender bei der Suche nach einer Erklärung.
Hierzu wurde eine statistische Analyse des Zusammenhangs zwischen der globalen Mitteltemperatur und ihren fünf wichtigsten Einflussgrößen durchgeführt. Auf der Basis der Antriebsparameter Treibhausgasentwicklung, stratosphärische Aerosolkonzentration in Folge von Vulkanausbrüchen, troposphärische Sulfat-Aerosole, solare Einstrahlungsstärke und ENSO-Phase wurde der globale Temperaturverlauf im Zeitraum 1860 bis 2008 mittels multipler linearer Regression sowie neuronaler Netze quantitativ modelliert. Dabei konnte die beobachte Klimavariabilität im Falle des besten Modells zu beinahe 90% erklärt werden, wobei der jeweiligen ENSO-Phase eine größere Bedeutung zukommt als der solaren Aktivität.
In Übereinstimmung mit diesen Resultaten gehen einige Studien davon aus, dass der aktuelle Erwärmungstopp zu großen Teilen auf den ENSO-Zustand der jüngsten Vergangenheit zurückzuführen ist. Aber auch die Arbeiten von Henrik Svensmark finden zum Teil Beachtung. Dieser Theorie zufolge verursacht die in den letzten Jahren verstärkt zurückgehende solare Aktivität eine Abschwächung des solaren Magnetfeldes, welches die Erde vor kosmischer Strahlung schützt. Diese wiederum erzeugt Kondensationskeime in den untersten Atmosphärenschichten und führt somit zu einer verstärkten Wolkenbildung. Die Folge ist eine Abkühlung. Eine genaue Betrachtung der auf der Erde gemessenen kosmischen Strahlung zeigt jedoch zunächst einen geringfügigen linearen Anstieg seit 1951. Betrachtet man dagegen ein über 22 Jahre gleitendes Mittel, so zeigt sich eine schwach ausgeprägte Schwankung, deren Verlauf deutlich besser mit der beobachteten Temperaturentwicklung übereinstimmt als der langfristige Trend. Auf dieser Basis ist der Zusammenhang zwischen kosmischer Strahlung und globaler Mitteltemperatur nicht vollständig auszuschließen, erscheint aber dennoch eher unwahrscheinlich. Im Gegensatz dazu lässt eine detaillierte zeitliche Analyse des Trendverhaltens der globalen Mitteltemperatur wesentlich eindeutiger darauf schließen, dass die zyklischen Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur im nördlichen pazifischen Ozean (so genannte Pazifische Dekaden-Oszillation PDO) im engen Zusammenhang mit der Temperaturentwicklung sowie auch der aktuellen Stagnation stehen.