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global_warming_by_teabing2013年9月27日,联合国政府间气候变化专门委员会IPCC发布了第五次评估报告第一工作组的决策者摘要。第一工作组的任务是就气候变化的相关科学问题进行分析阐述,对气候变化的原因进行归因,并对未来的变化趋势进行预估。与2007年发布的第四次评估报告相比,新的评估报告认为,气候变化要比原来认识到的更加严重,而有95%以上的把握认为气候变化是人类的行为造成的。

气候变化的相关研究非常复杂,涉及到多个学科,不过对于普通人来讲,可以归结到四个问题:全球气候真的在变暖吗?导致气候变化的原因都有什么,哪个是主要的?气候变化会带来什么样的后果?人类如何应对气候变化?IPCC使用三个工作组来回答人们的这些疑问,其中前两个问题由第一工作组来回答。

新的报告坚持了以往报告的说法,认为气候变暖是明确的。这个结论有多方面的观察结果支持,地表气温是最直接的指标。报告指出从1950年代以来的变化是千年以来所未见的;从有详细气象记录以来的1850年代开始,刚刚过去的三个年代每一个都刷新了气温最高的纪录。从1983到2012年这三十年,至少在北半球是1400年以来最热的三十年。在1880年到2012年间,陆地与海洋表面的气温已经升高了0.85摄氏度,而2003到2012年十年的平均气温与1850到1900年五十年的平均气温比较,也高出了0.78摄氏度。

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【1850到2012年间全球陆地海洋表面平均温度变化情况】

地球表面绝大多数被海水覆盖,实际上海水具有比大气更大的热容,也就会比大气吸收更多的能量。报告指出从1971年到2010年四十年间,地表所积累的能量的60%被700米深度以内的上层海水所吸收,30%被700米深度以下的海水所吸收,加在一起海洋存储了90%地表积累的能量。75米深度以内的浅层海水平均温度在1971到2010年间以每个年代0.11摄氏度的温度在上升。对海水温度变化的观测与地表气温变化的观测一致。

另外一个重要的全球变暖指标就是冰川的变化。1971年到2009年间,陆地冰川平均每年损失2260亿吨冰,而在1993年到2009年间,损失速度已经达到平均每年2750亿吨,冰川消融速度在增加。格陵兰和南极的冰盖损失也终于能够估算,其中格陵兰的冰盖损失已经从1992年到2001年的平均每年损失340亿吨增加到了2002年到2011年间的平均每年2150亿吨;而南极冰盖损失也已经从1992到2001年间的平均每年300亿吨增加到了2002年到2011年间的平均每年1470亿吨。

北冰洋的海冰覆盖面积也是一个很明显的指标。1979到2012年间,北冰洋冰层覆盖面积以平均每十年3.5-4.1%的速度减少,或者说每十年损失45到51万平方公里的冰面;而夏季最小冰面面积也在以每十年9.4-13.6%的速度在减少。同样在北半球,春季积雪的覆盖面积也在减少。1967到2010年间,春季积雪覆盖面积平均每十年减少1.6%,六月份积雪面积则平均每十年减少11.7%。北半球北部还观察到了明显地的冻土温度上升,以及冻土层厚度减少。这些都与气候变暖的趋势相吻合。

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【北极夏季海冰存量变化】

海冰的减少并不会影响海平面位置,但是冰川和冰盖的消融直接对海平面上升作出了贡献,同时海洋温度升高本身带来的热胀冷缩也会导致海平面上升。从1901年到2010年,全球平均海平面上升达到了0.19米,平均每年1.7毫米;而1971年到2010年的海平面平均上升速度是每年2.0毫米,1993年到2010年间速度则达到了平均每年3.2毫米,海平面上升速度在提高,比以前预想的要严重。在数据翔实的1993年到2010年间,海平面上升的程度基本上与估计的冰川消融程度、海水温度升高的程度以及陆地水储存总量相符合,也就是说气候变暖基本上可以解释海平面上升的原因。这也是支持全球变暖的强有力证据。

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【全球平均海平面高度变化】

在观测到全球变暖的同时,大气中的温室气体含量也在继续增加。二氧化碳在大气中的浓度已经比工业化之前高出了40%,同样是温室气体的甲烷浓度已经比工业化之前高出了150%,氮氧化物含量也增加了20%。现在这三种气体在大气中的含量都已经是八十万年以来的最高,并且浓度还在以很快的速度上升,这个上升速度至少在过去的2.2万年的时间里是没出现过的。

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【大气二氧化碳浓度变化】

这其中化石燃料的使用贡献最大。从1750年到2011年,化石燃料使用以及水泥行业总共排放了3650亿吨碳,同时森林减少以及其它土地用途改变造成的碳排达到1800亿吨。二者加在一起导致人类总量达到5450亿吨的碳排(每吨碳排折合3.67吨二氧化碳),可以肯定观察到的大气二氧化碳浓度迅速增高是人类活动造成的。现在土地变更造成的碳排比例已经显著降低,2002至2011年十年间,化石燃料燃烧造成的二氧化碳排放平均是每年95亿吨碳,土地用途的变化每年平均仅贡献9亿吨碳排。人类活动排放的二氧化碳并没有完全留在大气。地表的生态系统吸收了1500亿吨碳,大气保留了2400亿吨,其余的1550亿吨碳被海洋吸收。海洋在缓解大气中二氧化碳浓度做出贡献的同时也开始酸化,pH值已经平均下降了0.1。这个数字看起来很小,但是换一个说法,海水中氢离子浓度已经增加了26%,大约就能看出严重性了。

温室气体会造成地表温度上升是有充分科学依据的,不过影响气候的主要因素还有几个,要研究造成全球变暖的原因,就需要比较各种不同因素做出的贡献。这些因素对气候的影响程度使用一个叫做“辐射强迫”的指标来衡量,正的辐射强迫就会导致地表温度增加,负的责代表会导致地表温度降低。在人类活动有能力影响气候之前,主导气候变化的一直是大自然。大自然影响气候的方式主要是两个,一个是太阳自身的辐射的变化,一个是火山喷发。太阳的辐射一直不是一成不变的,历史上的太阳辐射变化可以通过各种方式去寻找痕迹,而现代太阳的辐射变化则可以通过卫星监测。1978年开始的卫星监测的太阳辐射数据显示最后的一个太阳极小值要比前两个低,2008年的极小值与1986年的极小值相比,辐射强迫为-0.04W/m2,太阳辐射再最近三十年有一个轻微的减弱。工业化以来,太阳的辐射变化造成的辐射强迫为0.05W/m2,对升温略有贡献。大规模的火山喷发也会短期对气候造成影响。火山喷发释放的颗粒物进入大气后能够反照太阳辐射,从而减少到达地面的辐射,所以火山喷发之后的一段时间会产生一个负的辐射强迫,时间长短取决于火山的喷发程度。总的来说,在上一个世纪,自然本身仅仅贡献了一个很小的辐射强迫,在这个期间内,平均下来对气候的贡献不大。定量的估算为,自然导致的影响在温升-0.1度到0.1度之间,与现