התחממות עולמית
אירועי אקלים חריגים

ישנן עדויות מצטברות לכך שהחל מסוף המאה ה-20 חל שינוי בעוצמה, בתדירות ובאורך הזמן של אירועי מזג אוויר ואקלים קיצוניים. בפרט, נצפתה עלייה בתדירות ובעוצמה של טמפרטורות ומשקעים יומיים קיצוניים, הקשורה לשינויי אקלים אנתרופוגניים. לעומת זאת, קשה יותר לקבוע ולכמת את המידה שבה שינוי האקלים משפיע על אירוע מזג אוויר או אקלים קיצוני בודד. על מנת לייחס אירועי מזג אוויר או אקלים בודדים לגורמים סיבתיים יש לקחת בחשבון מגוון גורמים טבעיים ואנתרופוגניים, כגון שונות אקלימית, פליטות שונות מעשה ידי אדם, שינוי בשימושי קרקע וכן הלאה. אירועי אקלים חריגים הם בהגדרה אירועים נדירים ועל כן יש רק מספר מצומצם של דוגמאות שלהם בעבר במיקום מסוים.
אף על פי כן, חלה התקדמות מהירה ביכולת לייחס אירועי מזג אויר קיצוניים לשינויי אקלים אנתרופוגניים באמצעות הבנה משופרת של שונות האקלים בסימולציות ובתצפיות, הגדלת היכולות התצפיתיות, שיטות לייחוס אירועים והתקדמות במודלים מספריים. תחום זה צמח מאז המאמר המכונן של פיטר סטוט (אנ') ואח' שפורסם ב-2004, שהציג שיטה להערכה של התרומה של גורמים אנתרופוגניים לגל החום בקיץ 2003 באירופה במהלכו דווחו מספרים גדולים במיוחד של מקרי מוות הקשורים לחום בצרפת, גרמניה ואיטליה. מאז פותחו מספר שיטות שונות והתפרסמו ניתוחים עבור סוגים רבים של אירועים, כגון גלי חום וקור, גשמים כבדים, שיטפונות, בצורות, משקעים בסופות ציקלון טרופיות, נחשולי סערה, וירידת רמת הקרח בים הארקטי. ניתוחי ייחוס יושמו גם על הגורמים הפיזיקליים שבבסיס אירוע הקיצון, כמו דפוסי זרימה אטמוספירית, אדי מים אטמוספירים, חום האוקיינוס, וגורמי סיכון לשריפות. האגודה האמריקאית למטאורולוגיה מפרסמת מאז 2012 בדו"ח השנתי שלה מחקרים על אירועי אקלים חריגים שחלו בשנה הקודמת. במהדורה השישית שעסקה באירועי 2016 התפרסמו לראשונה מחקרים המעידים על אירועי אקלים קיצוניים שלא היו אפשריים באקלים שלפני המהפכה התעשייתית: שיא החום העולמי של 2016, החום ברחבי אסיה, וגל חום ימי מול חופי אלסקה.
יותר ויותר מחקרי ייחוס מתפרסמים מדי שנה, והביקוש למחקרים נעשה יותר ויותר בסמיכות להתרחשות אירועי האקלים הקיצוניים. מידת הוודאות בייחוס האירוע להשפעה אנתרופוגנית גדולה יותר כאשר קיים מנגנון פיזיקלי מובן וסימולציות חזקות המקשרות סוג נתון של אירועים קיצוניים לשינויי אקלים אנתרופוגניים ארוכי טווח כגון עלייה בטמפרטורה בקנה מידה עולמי או עליה בתכולת המים באטמוספירה חמה יותר. על כן, מידת הוודאות בייחוס השפעה אנתרופוגנית היא הגבוהה ביותר עבור אותם אירועים קיצוניים הקשורים להיבטים של טמפרטורה, כגון התחממות ארוכת טווח של האקלים האזורי או הגלובלי, שבהם אין ספק רב שפעילויות אנושיות גרמו לשינוי שנצפה. בפרט, עבור אירועי חום וקור קיצוניים, שינויים בממוצע ארוך-הטווח בטמפרטורה מספקים בסיס לכך שיהיה סיכוי גדול יותר לאירועים קיצוניים. גשם כבד מושפע ממידת הלחות באטמוספירה, שהיא תוצאה ישירה יחסית של התחממות הנגרמת על ידי האדם, אם כי לא ישירה כמו העלייה בטמפרטורה עצמה. התדירות והעוצמה של ציקלונים טרופיים וסופות קונבקציה קשורות לפרמטרים אקלימיים בקנה מידה גדול שהקשר שלהם לאקלים מובן בדרגות שונות אבל, באופן כללי, הוא מורכב יותר ופחות ישיר מאשר שינויים בטמפרטורה או באדי מים בלבד. ייחוס אירועים הוא מורכב יותר כאשר יש גורמים אחרים התורמים לחומרת ההשפעות. לדוגמה, בעוד שמחקרים רבים קשרו עלייה בשריפות יער לשינויי אקלים, הסיכון של כל שריפה אינדיבידואלית תלוי בניהול היערות, במגוון האקלים הטבעי, בפעילויות אנושיות ביער, ואולי גורמים נוספים, בנוסף לכל החמרה על ידי שינויי אקלים הנגרמת על ידי האדם.
כתוצאה מכך, מידת הוודאות לגבי ייחוס של אירועי אקלים חריגים ספציפיים היא הגבוהה ביותר עבור אירועי חום וקור קיצוניים, ואחריהם אירועי בצורת ומשקעים כבדים. יש מעט ודאות או כלל לא בייחוס של סופות וציקלונים חוץ-טרופיים.