Климат Земли куда меньше напоминает неподвижный воздушный купол и гораздо больше — сложную машину из пяти взаимодействующих блоков. Больше всего внимания достается атмосфере: парниковые газы задерживают исходящее инфракрасное излучение и меняют радиационный баланс планеты. Но в науке о климате говорят о целостной системе Земли, где атмосфера, океаны, лед, суша и живая биосфера непрерывно обмениваются энергией и углеродом, образуя замкнутые цепочки обратных связей.

Океаны играют роль огромного резервуара тепла и углерода: переносят энергию через термохалинную циркуляцию и за счет высокой теплоемкости смягчают потепление поверхности. Криосфера — морской лед и ледяные щиты — влияет на планетарное альбедо: яркий лед отражает значительную часть солнечного излучения, поэтому его таяние снижает отражательную способность и усиливает нагрев. Суша формирует энергетический баланс за счет шероховатости поверхности, влажности почвы и испарения с транспирацией, которые определяют потоки чувствительного и скрытого тепла обратно в атмосферу.

Жизнь включена в работу этой машины через глобальный углеродный цикл и биогеохимические обратные связи. Леса и планктон поглощают углерод в процессе фотосинтеза и меняют состав атмосферы, а дыхание и разложение органики возвращают углекислый газ обратно. Изменения растительного покрова сказываются и на альбедо, и на шероховатости поверхности, дополнительно перестраивая региональные температуру и осадки. На больших временных интервалах все эти взаимосвязанные процессы регулируют эффективный энергетический баланс Земли и заставляют климат медленно дрейфовать, а не просто линейно расти вслед за выбросами парниковых газов.