1940－1975年，這一時期正是全球快速工業化階段，大氣中二氧化碳含量增加較快。但這一時期全球氣候趨冷，令人難以置信的是，當時不少科學家擔心地球正步入下一個冰川期。

1975－1997年的22年里，大氣中二氧化碳含量持續增加，全球氣溫升高，全球氣候變暖論在這一階段甚囂塵上，成為引起社會各界廣泛議論的話題。

1997－2014年的17年間，大氣中二氧化碳含量繼續增加，但全球氣溫基本沒有變化。2013年3月全球變暖政策研究基金會（Global Warming Policy Foundation）發表了一份由David Whitehouse博士撰寫的報告，認為自1997年以來全球氣溫沒有統計學意義上的增加。

據美國地質調查局（USGS）推斷，在距今17,000－18,000年前全球達到最冷點，此后冰川開始融化，氣溫升高，并在14000年前結束了中緯度地區與現在最近的一次冰河時代。在此之后，歷經數次冷暖交替、冰川進退和海面起伏。大約8000－7000年前，這一時期稱為氣候最優（Hypisthermal或Altithermal）時期，屬于全新世中最熱的一個時期，當時全球氣溫要比今天高4℃左右，當時的非洲要比現在濕潤得多，而美國中西部地區則近似沙漠。據考證，史前大洪水正是發生在這一時期的公元前5000年左右：歐洲冰川的融化最終導致地中海海水猛漲，淹沒黑海和整個地中海沿岸，進而殃及世界各個地區，遠在東亞的中國古人眼睜睜看著心愛的家園被大水侵沒傷心欲絕，“桑田滄海”表達了對大自然的無奈，“精衛填海”則表示了與之抗爭的愿望。此后氣溫基本上屬于有起伏的降低趨勢。

圖：為公元前2500 年到公元2040年的全球氣溫變化趨勢

上圖是由美國氣候學家Cliff Harris 和氣象學家Randy Mann 繪制的自公元前2500 年到公元2040年的全球氣溫變化周期分析圖。棕色填充部分表示當時氣溫比現在高，藍色填充部分代表當時氣溫比現在低。由圖可知，5000年來全球氣候冷暖周期不斷交替，一般一個周期有數百年之久。

公元前1250年左右摩西帶領猶太人出埃及時代的氣溫比現在要高很多。公元前300年到公元1300年被稱為氣候最優亞期，跨度約1500年，從亞歷山大大帝到蒙古帝國全盛期,幾乎涵蓋了整個羅馬帝國時代。接著是小冰河期，從1300年代開始到1840年代結束，氣溫比現在低很多，當時倫敦泰晤士河冬季結冰，冰面上可以通行馬車，英國的蒸汽機革命發生在小冰河期末期，為了御寒，英格蘭人伐樹取暖，結果很多山被砍禿了，為此有人戲言：假如猶大此時忽然良心發現想以自殺謝耶穌，他可能都找不到一個樹來上吊。小冰河期后，從19世紀中葉開始氣溫又開始上升。

以上氣溫變化分析主要基于歐洲史，與從中國史書的記載推論出的氣溫變化結論基本相同。

商代氣候溫暖，從殷墟挖掘出土了竹鼠、貘、大象等熱帶動物骨骼；中國河南省的簡稱為“豫”，“豫”字在甲骨文中是人牽著大象的樣子。西周中期以后開始變冷，直到周幽王末年。

中國的氣候最優期是從公元前770年周平王東遷到西漢末年，貫穿整個春秋、戰國、秦和西漢時期，中國文明的最重要成果，都發生于此時期，當時山東、陜西一帶盛產竹子，漢語的很多字都是帶竹子頭的；春秋時期，流行用竹簡寫字，為便于閱讀，一部書要用許多竹簡通過繩子按次序編連起來，為此有了孔子“韋編三絕”的典故。西漢末年氣候趨冷，社會動蕩加劇，公元一世紀蔡倫發明造紙術，恐怕也與氣候變化引起竹子大量減產有關系，該寒冷期一直延續到隋末，由于天氣寒冷牧草大面積減產造成北方游牧民族南下，著名的五胡亂華就發生在這一時期。

唐朝開始到北宋末年又是一個溫暖期，據記載，唐朝初期長安一帶盛產竹子、柑橘，附近有很多大熊貓，傳說武則天時代有一次捉到8只的記錄；“一騎紅塵妃子笑，荔枝本是巴蜀來”，妃子楊玉環是成都人，嗜食荔枝，荔枝是典型的亞熱帶果樹，生長溫度要求年平均氣溫在18℃以上，冬季低于2℃就可能遭受凍害，低于-2℃就會被凍死；鑒于荔枝的這個生長習性，竺可楨在他的《中國近五千年氣候變遷的初步研究》一書中就把史籍中記載的荔枝和其它植物分布變化作為分析歷史氣候變化的重要依據；現在中國，荔枝只有嶺南種植，但那時楊玉環食用的荔枝不會產自嶺南：從嶺南至長安遠隔萬水千山，不考慮渡河翻山，按當時的快馬運輸速度最快也要半個月，在沒有掌握荔枝保鮮技術的遠唐時期，這些荔枝還沒等運到長安前就會爛掉；事實是當時與陜西接壤的四川像成都、涪陵、忠縣、宜賓、眉山、樂山等地方都盛產荔枝，一旦成熟，完全可以用快馬一天左右送到長安。簡言之，唐朝時陜西、四川的溫度比現在高出2℃以上，那時氣候溫暖似乎沒有帶來什么消極影響。到了北宋末年，溫度驟降，公元1111年，太湖封凍，而且史料記載其時“冰堅足可通車”。公元1513年，洞庭湖、鄱陽湖和太湖同時結冰，湖面寬闊的洞庭湖竟成為“冰陸”，冰面上可以行人，過馬車。冷熱交替，乃是自然之常態。

據氣象資料，中國大陸20世紀的最低溫度發生在1955年冬，該年1月，安徽正陽關最低氣溫達到-24℃，南京是-14℃，連廣東省的陽江也降到了-1.4℃，當時正陽關附近的淮河、長江的支流漢水以及洞庭湖都曾封凍，這是該地20世紀唯一的一次封凍記錄。

為全球氣候變暖提供證據支撐的是氣象觀測站的氣溫數據，目前參加全球數據交換的氣象觀測站大約有6000個。氣象站觀測的氣溫是距地1.5米處的大氣溫度，因為該高度便于觀測氣流又比較穩定。氣溫表安裝在百葉箱內，百葉箱的設計者為十九世紀英國都市工程師Stevenson，故百葉箱又稱史蒂文生箱，目前常見的百葉箱通常由木質或玻璃鋼兩種材料制成，內外部分均為白色以避免對輻射的吸收，箱壁由兩排葉片構成，葉片與水平面45°角，兩排葉片呈人字形結構，這樣設計的思想是防止太陽對儀器的直接輻射和地面的反射輻射，保護儀器免受強風、雨、雪的影響，并使儀器有適當的通風，能真實的感應空氣的溫度變化。

2000年11月,劍橋大學物理化學博士，新西蘭氣候科學聯合會創始人Vincent Gray先生為新西蘭皇家科學協會（Royal Society of New Zealand）做了一場專題演講。在這次演講中他向觀眾透露，對衛星遙感和探空氣象氣球所測大氣溫度的統計結果并沒有顯示出逐年變暖趨向，只有用地面氣象觀測站的資料統計才會顯示氣溫逐年變暖。

Gray把氣象觀測站按與城市的關系分成兩類，一類是處于市區或者靠近市區的氣象站，另一類則坐落在偏僻的鄉村。對比發現，前一類氣象站所測的氣溫記錄有逐年增加趨勢，后一類并沒有顯示出這種趨勢（比如，新西蘭的Chatham島，澳大利亞西部的Geraldton，南極，加拿大北部的Clyde，西伯利亞的Turahansk，以及冰島格林蘭的Godthaab等）。

為什么會出現這種情況？這是因為，建立在市區或靠市區很近地方的氣象觀測站不可避免的會受到“城市熱島效應”的影響，“城市熱島效應”是城市人口密集、工廠及車輛排熱、居民生活用能的釋放、城市建筑結構及下墊面特性的綜合影響的結果，如果讓受熱島效應影響的氣溫觀測記錄參加統計，很容易會得出氣溫呈上升趨勢的結論。

美國一位有二十五年工作經歷的資深氣象工作者Anthony Watts在650名志愿者的幫助下，對美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）所屬的1221個氣象觀測站中的860個站氣象觀測環境進行了調查，結果很難讓人樂觀，860個被調查的氣象觀測站中，多達89％的站觀測環境存在這樣那樣的問題：一些氣象觀測站附近建有停車場，有些站將空調外機的排氣口直接指向百葉箱，還一些站的百葉箱附近樹立著反射率極強的金屬桿，這些問題毫無疑問會直接影響氣溫記錄的代表性、準確性和比較性。

在澳大利亞，多達四分之三的氣象觀測站建在飛機場。

相比而言，對大氣層溫度的測定則要穩定可靠得多，1997年美國阿拉巴馬大學（University of Alabama）的John Christy與美國國家航空航天局（NASA）的Roy Spencer在英國科學期刊《自然》雜志上發表了一篇“1979－1997年衛星所測得的大氣溫度沒有發現逐年升高趨向”的文章，使得人們更有理由懷疑全球氣候變暖論了。通過對于1979－2008年三十年來衛星遙測到的大氣溫度變化情況的進一步分析，Christy和Spencer的結論是：1979－1998年大氣平均氣溫基本不變，1997－1999年受厄爾尼諾現象影響出現一個高峰，2003－2008年基本未變，但是受厄爾尼諾現象影響此期氣溫比1979－1997年高0.2－0.3℃。

這些調查的重要性在于，如果全球氣候變暖是依據這些數據得出的結論，那么這個結論就真的站不住腳了，因為它本質上反映的是城市熱島效應逐年加劇的情況。

2014年止，已經有1000多名科學家聯名反對全球氣候變暖論，其中包括1998年諾貝爾物理獎得主、斯坦福大學教授Robert Laughlin，Robert Laughlin認為:“氣候變化不是人力可以控制的，地球也不會在意政府有什么想法。根據目前的天氣報告，找不到任何全球氣候變暖的證據。氣候變化是地質時間尺度的現象，是地球運行的自然規律，不需要任何人批準也不必向任何人解釋”。NASA高級科學家Weinstein 說：“任何合理的科學分析都會得出結論，（全球氣候變暖依據的）基本理論是錯的”。化學家 Mary Mumper表示：“我也是環境保護主義者，但我必須反對Al Gore的觀點”。巴西地質學家Lino 批評說：“把數千億的錢浪費在這個沒有事實依據的人為杜撰的全球氣候變暖論上毫無價值”。

上文提到的英國，新西蘭著名科學家Vincent Gray就堅決認為“全球變暖”是一種幻覺，他寫的書就叫：《溫室幻覺：“氣候變化2001”批判》。聯名反對全球氣候變暖論的科學家人數比撰寫2007年IPCC全球變暖報告的52名科學家多了近20倍。

與此同時，在美國，大約有三萬多名科學家聯名呼吁美國政府拒絕簽署1997年京都議定書關于全球變暖的協議，他們認為，類似限制溫室氣體排放的協議會對環境造成傷害，阻礙科技的進步，不利于人類的健康與福祉。聲明聲稱：“尚無確切的證據使人相信人類活動所產生的的二氧化碳、甲烷等溫室氣體的釋放正在造成或在可預見的將來造成氣溫升高或氣候反常等災難性的后果。相反，倒是有確切的證據證明二氧化碳的增加會有利于改善動植物的生長環境。”

根據地質學家和古氣候學家的研究結論，大約在五億年前，大氣的二氧化碳濃度是現在的二十倍，距今兩億年前降到現在的四到五倍，其時以蕨類為主的植物非常繁茂。新生代以后的造山運動和有機物沉積以碳酸鈣、煤炭、石油等形式“埋沒”了大量二氧化碳，以至于二氧化碳的含量逐步降到了目前的水平。

二氧化碳是植物光合作用中必不可缺的重要成分之一，是植物的能量來源，是動植界自然鏈條得以維系的最重要媒介。 

12H2O + 6CO2 + 陽光 → (與葉綠素產生化學作用) C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2 + 6H2O

這是植物光合作用公式，在光照條件下植物把二氧化碳變成葡萄糖和水，這個公式說明：光合作用中參與的二氧化碳越多，葡萄糖和氧氣的產量越大。根據李比西最小因子定律 （Rule of Liebig），一種生物必須有不可缺少的物質提供其生長和繁殖，這些基本的必需物質隨種類和不同情況而異。當植物所能利用的量緊密地接近所需的最低量時，就對其生長和繁殖起限制作用，成為限制因子。

簡單地說，植物生長量不是由可用資源的總量決定，而是由稀缺的資源（限制因素）決定。在光合作用中，二氧化碳就是稀缺因子。實驗證實：一定范圍內增加二氧化碳濃度，會使糧食產量增加。

是由于大氣中二氧化碳含量增加了，才使全球氣候變暖，還是全球氣候變暖造成了二氧化碳含量增加？這個問題很重要，孰因孰果必須搞清楚，不能因果倒置。海洋科學家研究指出：不是因為大氣中二氧化碳含量增加了全球氣候才會變暖，而是因為隨著全球氣候變暖，海水升溫，溶解度變小，海水會釋放出溶解其中的二氧化碳，造成大氣中二氧化碳含量增加。也就是說，全球氣候變暖在前，大氣中二氧化碳含量增加在后。

還有一些研究證實，全球氣候趨冷，大氣中二氧化碳含量不一定下降，比如，十一萬年前的那個間冰期，大氣溫度不斷下降，而二氧化碳并沒有明顯變化。這個研究結論完全否定了二氧化碳導致氣候變暖的說法。