1997年、京都にて「気候変動枠組条約第3回締結国会議」が開催された。ここでは京都議定書により二酸化炭素、メタン、フロンガスといった温室効果ガスの総排出量を削減することが取り決められた。削減目標は国ごとに割り当てられ、先進国全体で2012年までに1990年の総排出量から5.2%削減することが求められている。これは2050年までに総排出量を半減させるという長期目標に比べて微々たる量であるが、排出削減で合意したこと自体に一定の意味がある。京都議定書については、ロシアはいわゆる「ホットエア」の問題がある他、EUは東欧への技術導入でCO2削減が比較的容易であり、日本などは他国に比べて追加的にCO2を削減するのに大変費用がかかるとされる。
温暖化問題に理解のあったクリントン政権のアル・ゴア副大統領が選挙で敗れ、京都議定書から米国ブッシュ政権が離脱し、議定書の発効自体が危ぶまれた時期もあったが、ロシアが枠組みに入ることにより発効した。その後、米国は大排出国のみの多国間技術協力パートナーシップを進め、独自路線で国際的温暖化対策を進めている。
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環境問題の本質的課題である地球温暖化問題の解決には、アメリカ・中国・インドの排出削減義務が必須であり、途上国である中国・インドを説得するには、まず米国の京都議定書が必須とする意見もある。その一方で、各国目標値を恣意的に決めるのではなく排出量取引を活用して効率的に削減を行うべきだという議論や、技術協力を主軸としたインセンティブを主とした手法をポスト京都議定書では採用すべきだとの声もある。
尚、地球温暖化問題と気候変動問題の違いについては、前者は仮説、後者は科学的事実とされ、日本国内では、前者、国際的には後者が使われる傾向が多い。