探究气候变暖的原因(2)
1979年，美国科学院委托麻省理工学院著名的气象学家查尼建立了一个特别工作组对二氧化碳与气候变化的关系进行评估，后来发表的评估报告(又被称为查尼报告)认为：大气二氧化碳浓度增加1倍会引起3℃的升温(不确定性范围为上下各1.5℃，即升温范围在1.5℃～4.5℃)。在此之后的30多年来，全球各地的科学家利用各种模型对气候敏感性进行了大量的计算。IPCC从1990年发布的第一次评估报告起也每次都评估气候敏感性的大小，但所有研究得出的结论基本上相差不大：1990年发布的IPCC第一次评估报告的评估结论是全球升温3℃(不确定性范围为上下各1.5℃，即升温范围在1.5℃～4.5℃)，2013年发布的IPCC第五次评估报告给出的评估结论仍是全球升温3℃(不确定性范围为上下各1.5℃，升温范围在1.5℃～4.5℃)。
气候变暖的观测事实：全球变暖毋庸置疑
那么，观测到的气候变暖事实是怎样的呢？世界气象组织(WMO)于2014年2月5日指出，就全球陆地和海洋表面平均温度而言，2013年全球陆地与海洋平均温度比1961～1990年的平均值高0.5℃，比2001～2010年的平均值高0.03℃。2013年与2007年并列为1850年有现代气象记录以来的第六暖年。全球有气象记录以来最暖的14个年份中，有13个都出现在21世纪(1998年除外)，其中2010年和2005年并列为全球气温最高的年份，比1961～1990年的平均值高0.55℃。
在全球气候变暖的同时，世界也经历了前所未有的极端气候事件，这些极端气候事件产生了深远的影响。它们都给人类社会带来了巨大的人员伤亡和财产损失。
IPCC第五次评估报告第一工作组报告也以来自大气、海洋、冰川的多种指标从多方面证实了全球气候变暖的事实。报告指出，1880～2012年全球地表平均温度升高了0.85℃，其中2003～2012年这10年的平均气温比1850～1900年的平均气温上升了0.78℃。总之，100多年来全球地表平均温度升高了0.8℃是确凿的事实，并且呈现出陆地比海洋增温快、高纬度地区增温比中低纬度地区大、冬半年增温比夏半年明显的趋势。在21世纪的前10年里，北极海冰、格陵兰岛及南极冰盖和各大冰川也不断消融，大面积的冰川融化及海水热膨胀使全球海平面的平均值以每年3毫米左右的速度不断上升，这一速度大约是20世纪海平面上升速度的两倍。
我国的气候变化趋势与全球较为一致。根据中国气象局发布的《2013年中国气候公报》，2013年我国平均气温较常年偏高0.6℃，较2012年偏高0.8℃，为1961年以来的第四暖年。
气候变暖的原因：人类活动是主要影响因素
现在我们反过来看另一个问题：观测到的气候变暖是由什么原因引起的？我们已经知道大气中二氧化碳浓度的升高会引起全球温度的升高，但影响全球温度变化的因子并不只有二氧化碳浓度这一项。人类在向大气排放二氧化碳等温室气体的同时，还向大气中排放了大量具有降温作用的气溶胶。气溶胶一方面将太阳辐射直接反射回去，另一方面作为云的凝结核导致云的反射率增加，这都能起到降低地表气温的作用。例如，科学家很早就注意到火山喷发产生的火山云气溶胶具有降温作用，多种记录也显示了大规模火山喷发与紧接着的第二年夏天的低温和中纬度地区农作物减产之间存在经验关系。1991年夏天菲律宾的皮纳图博火山喷发造成接下来的两三年内全球地表气温出现较为明显的下降，直到1995年全球地表平均气温才恢复上升。此外，还有很多自然因素也会影响全球温度的变化，如太阳活动的变化、气候系统内部变率的变化等。
IPCC第五次评估报告评估了1951年以来各种因素对气候变化的作用，评估结论认为：1951～2010年因大气中二氧化碳等温室气体所产生的增温作用可能为0.5℃～1.3℃；包括气溶胶降温效应在内的其他人为作用的贡献可能为-0.6℃～0.1℃；气候变化自然因素的贡献很小，大约为-0.1℃～0.1℃；因此，综合来看，所评估的这些自然和人为因子的贡献与这一时期所观测到的约0.6℃～0.7℃的全球变暖幅度是非常一致的。我们也可以这样理解：1951～2010年温室气体产生的温室效应造成的地球升温幅度在0.9℃左右，气溶胶及其他人为作用造成的降温幅度在-0.25℃左右，其他自然因素对这一时期气候变化的贡献基本上为0，所以最终计算下来，1951年以来人类活动对气候变化的影响程度是增温0.65℃左右。因此，IPCC在第五次评估报告中给出了一条重要的结论：人类活动极可能导致了20世纪50年代以来一半以上的全球气候变暖(这里的“极可能”指的是信度水平超过95%)。或者我们可以这样理解：“人类活动导致了20世纪50年代以来一半以上的全球气候变暖”这一结论的可靠性水平超过了95%。也就是说，如果我们认为“人类活动导致了20世纪50年代以来一半以上的全球气候变暖”，那么我们犯错误的可能性低于5%。
当然，这里所说的90%以上或95%以上都指的是信度水平，即人类活动导致全球气候变暖这一结论的可靠程度；不能将其理解为“全球气候变暖的90%以上或95%以上是人类活动造成的”。也就是说，在90%以上的信度水平下，如果我们相信“人类活动造成了全球气候变暖”这一结论，我们犯错误的可能性将不超过10%。这里有个小笑话可以帮我们理解90%以上的可能性和90%百分比的区别：一位病人在上手术台之前非常紧张，他对医生说：“我听说这种手术失败的可能性在90%以上。”医生说：“你不应该紧张，我应该恭喜你：我之前做的9个手术都失败了。”换而言之，如果90%是百分比，那么这位病人确实应该高兴，但这个90%是可能性，也就是说，第10次手术失败的可能性仍然是90%以上。
大气中二氧化碳浓度突破400 ppm之后
观测事实、科学分析和模式研究都表明，大气中二氧化碳等温室气体浓度持续增加主要是由于化石燃料燃烧、毁林及生物质燃烧、化肥施用、各种工业过程等人类活动造成的。自1750年工业革命以来，人类通过化石燃料燃烧等方式向大气中排放的二氧化碳累积量约为2万亿吨，其中大气累积了8794亿吨，海洋吸收了5679亿吨，自然陆地生态系统累积了5862亿吨。也就是说，其中约有45%被海洋和陆地生物圈吸收，约有55%留存在大气中，导致大气中二氧化碳浓度逐年上升。2013年5月9日，美国国家海洋和大气管理局(NOAA)称夏威夷莫纳罗亚山观测站所观测到的二氧化碳日均浓度数据为400.03ppm。同年5月14日，世界气象组织也发布消息称该组织全球大气监测网多个监测站的监测数据显示大气中二氧化碳日均浓度已超过400ppm。我国青海省瓦里关全球大气本底站也测得了超过400ppm的二氧化碳浓度数据。
全球各地所测得的大气二氧化碳浓度超过400ppm再一次向人们敲响了气候变化的警钟。当然，上述观测到的400ppm这一数值并不是年平均值，2012年的全球平均大气二氧化碳浓度值为393.1ppm，比工业化革命前(1750年)增加了41%，比2011年增加了2.2ppm，高于2010～2011年的平均增量(约2ppm/年)和20世纪90年代的平均增量(约1.5ppm/年)。IPCC第五次评估报告第一工作组报告也指出，当前主要温室气体的浓度是过去80万年以来最高的，温室气体浓度增加的速度也是过去2.2万年以来最快的。根据当前大气中二氧化碳浓度的增加速度计算，2015年或2016年全球平均的大气二氧化碳浓度就会超过400ppm。
未来全球平均温度还将继续上升。IPCC第五次评估报告第一工作组报告指出：与1986～2005年相比，2016～2035年全球平均表面温度可能升高0.3℃～0.7℃；2081～2100年可能升高0.3℃～4.8℃。
应对气候变化，时不我待。
相关链接2
IPCC评估报告编写背景知识
政府间气候变化专门委员会(IPCC)由世界气象组织和联合国环境署于1988年联合建立，其目的是对全球范围内气候变化相关科学、技术、社会经济领域公开发表的成果进行评估，为国际社会采取共同应对气候变化的行动提供科技支持。迄今为止，IPCC发布的4次评估报告已经成为国际社会建立合作应对气候变化机制、采取应对行动最重要的科学基础。
根据IPCC秘书处的安排，IPCC第五次评估报告各工作组报告、综合报告和TFI温室气体清单工作组报告将于2013年9月～2014年10月陆续编写完成并发布。
【责任编辑】赵 菲 (黄磊)
气候变暖的观测事实：全球变暖毋庸置疑
那么，观测到的气候变暖事实是怎样的呢？世界气象组织(WMO)于2014年2月5日指出，就全球陆地和海洋表面平均温度而言，2013年全球陆地与海洋平均温度比1961～1990年的平均值高0.5℃，比2001～2010年的平均值高0.03℃。2013年与2007年并列为1850年有现代气象记录以来的第六暖年。全球有气象记录以来最暖的14个年份中，有13个都出现在21世纪(1998年除外)，其中2010年和2005年并列为全球气温最高的年份，比1961～1990年的平均值高0.55℃。
在全球气候变暖的同时，世界也经历了前所未有的极端气候事件，这些极端气候事件产生了深远的影响。它们都给人类社会带来了巨大的人员伤亡和财产损失。
IPCC第五次评估报告第一工作组报告也以来自大气、海洋、冰川的多种指标从多方面证实了全球气候变暖的事实。报告指出，1880～2012年全球地表平均温度升高了0.85℃，其中2003～2012年这10年的平均气温比1850～1900年的平均气温上升了0.78℃。总之，100多年来全球地表平均温度升高了0.8℃是确凿的事实，并且呈现出陆地比海洋增温快、高纬度地区增温比中低纬度地区大、冬半年增温比夏半年明显的趋势。在21世纪的前10年里，北极海冰、格陵兰岛及南极冰盖和各大冰川也不断消融，大面积的冰川融化及海水热膨胀使全球海平面的平均值以每年3毫米左右的速度不断上升，这一速度大约是20世纪海平面上升速度的两倍。
我国的气候变化趋势与全球较为一致。根据中国气象局发布的《2013年中国气候公报》，2013年我国平均气温较常年偏高0.6℃，较2012年偏高0.8℃，为1961年以来的第四暖年。
气候变暖的原因：人类活动是主要影响因素
现在我们反过来看另一个问题：观测到的气候变暖是由什么原因引起的？我们已经知道大气中二氧化碳浓度的升高会引起全球温度的升高，但影响全球温度变化的因子并不只有二氧化碳浓度这一项。人类在向大气排放二氧化碳等温室气体的同时，还向大气中排放了大量具有降温作用的气溶胶。气溶胶一方面将太阳辐射直接反射回去，另一方面作为云的凝结核导致云的反射率增加，这都能起到降低地表气温的作用。例如，科学家很早就注意到火山喷发产生的火山云气溶胶具有降温作用，多种记录也显示了大规模火山喷发与紧接着的第二年夏天的低温和中纬度地区农作物减产之间存在经验关系。1991年夏天菲律宾的皮纳图博火山喷发造成接下来的两三年内全球地表气温出现较为明显的下降，直到1995年全球地表平均气温才恢复上升。此外，还有很多自然因素也会影响全球温度的变化，如太阳活动的变化、气候系统内部变率的变化等。
IPCC第五次评估报告评估了1951年以来各种因素对气候变化的作用，评估结论认为：1951～2010年因大气中二氧化碳等温室气体所产生的增温作用可能为0.5℃～1.3℃；包括气溶胶降温效应在内的其他人为作用的贡献可能为-0.6℃～0.1℃；气候变化自然因素的贡献很小，大约为-0.1℃～0.1℃；因此，综合来看，所评估的这些自然和人为因子的贡献与这一时期所观测到的约0.6℃～0.7℃的全球变暖幅度是非常一致的。我们也可以这样理解：1951～2010年温室气体产生的温室效应造成的地球升温幅度在0.9℃左右，气溶胶及其他人为作用造成的降温幅度在-0.25℃左右，其他自然因素对这一时期气候变化的贡献基本上为0，所以最终计算下来，1951年以来人类活动对气候变化的影响程度是增温0.65℃左右。因此，IPCC在第五次评估报告中给出了一条重要的结论：人类活动极可能导致了20世纪50年代以来一半以上的全球气候变暖(这里的“极可能”指的是信度水平超过95%)。或者我们可以这样理解：“人类活动导致了20世纪50年代以来一半以上的全球气候变暖”这一结论的可靠性水平超过了95%。也就是说，如果我们认为“人类活动导致了20世纪50年代以来一半以上的全球气候变暖”，那么我们犯错误的可能性低于5%。
当然，这里所说的90%以上或95%以上都指的是信度水平，即人类活动导致全球气候变暖这一结论的可靠程度；不能将其理解为“全球气候变暖的90%以上或95%以上是人类活动造成的”。也就是说，在90%以上的信度水平下，如果我们相信“人类活动造成了全球气候变暖”这一结论，我们犯错误的可能性将不超过10%。这里有个小笑话可以帮我们理解90%以上的可能性和90%百分比的区别：一位病人在上手术台之前非常紧张，他对医生说：“我听说这种手术失败的可能性在90%以上。”医生说：“你不应该紧张，我应该恭喜你：我之前做的9个手术都失败了。”换而言之，如果90%是百分比，那么这位病人确实应该高兴，但这个90%是可能性，也就是说，第10次手术失败的可能性仍然是90%以上。
大气中二氧化碳浓度突破400 ppm之后
观测事实、科学分析和模式研究都表明，大气中二氧化碳等温室气体浓度持续增加主要是由于化石燃料燃烧、毁林及生物质燃烧、化肥施用、各种工业过程等人类活动造成的。自1750年工业革命以来，人类通过化石燃料燃烧等方式向大气中排放的二氧化碳累积量约为2万亿吨，其中大气累积了8794亿吨，海洋吸收了5679亿吨，自然陆地生态系统累积了5862亿吨。也就是说，其中约有45%被海洋和陆地生物圈吸收，约有55%留存在大气中，导致大气中二氧化碳浓度逐年上升。2013年5月9日，美国国家海洋和大气管理局(NOAA)称夏威夷莫纳罗亚山观测站所观测到的二氧化碳日均浓度数据为400.03ppm。同年5月14日，世界气象组织也发布消息称该组织全球大气监测网多个监测站的监测数据显示大气中二氧化碳日均浓度已超过400ppm。我国青海省瓦里关全球大气本底站也测得了超过400ppm的二氧化碳浓度数据。
全球各地所测得的大气二氧化碳浓度超过400ppm再一次向人们敲响了气候变化的警钟。当然，上述观测到的400ppm这一数值并不是年平均值，2012年的全球平均大气二氧化碳浓度值为393.1ppm，比工业化革命前(1750年)增加了41%，比2011年增加了2.2ppm，高于2010～2011年的平均增量(约2ppm/年)和20世纪90年代的平均增量(约1.5ppm/年)。IPCC第五次评估报告第一工作组报告也指出，当前主要温室气体的浓度是过去80万年以来最高的，温室气体浓度增加的速度也是过去2.2万年以来最快的。根据当前大气中二氧化碳浓度的增加速度计算，2015年或2016年全球平均的大气二氧化碳浓度就会超过400ppm。
未来全球平均温度还将继续上升。IPCC第五次评估报告第一工作组报告指出：与1986～2005年相比，2016～2035年全球平均表面温度可能升高0.3℃～0.7℃；2081～2100年可能升高0.3℃～4.8℃。
应对气候变化，时不我待。
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IPCC评估报告编写背景知识
政府间气候变化专门委员会(IPCC)由世界气象组织和联合国环境署于1988年联合建立，其目的是对全球范围内气候变化相关科学、技术、社会经济领域公开发表的成果进行评估，为国际社会采取共同应对气候变化的行动提供科技支持。迄今为止，IPCC发布的4次评估报告已经成为国际社会建立合作应对气候变化机制、采取应对行动最重要的科学基础。
根据IPCC秘书处的安排，IPCC第五次评估报告各工作组报告、综合报告和TFI温室气体清单工作组报告将于2013年9月～2014年10月陆续编写完成并发布。
【责任编辑】赵 菲 (黄磊)