《气候变化2007：自然科学基础》发布

人民网>>科技2007年02月09日08:48

2007年1月29日―2月1日，政府间气候变化专门委员会第一工作组在巴黎召开了第十次全会，会议通过了第四次评估报告第一工作组报告《气候变化2007：自然科学基础》的决策者摘要，并于2月2日正式发布。政府间气候变化专门委员会第四次评估报告第一工作组报告中，阐述了当前对气候变化主要原因、气候变化观测事实、气候的多种过程及归因以及一系列未来气候变化预估结果的科学认识水平。第一工作组报告是在此前开展的各项评估的基础上，同时吸纳了过去六年中的最新科研成果而形成的，其中最新的科学事实和研究进展主要体现在以下几个方面。
一、气候变化的人为和自然驱动因子
自1750年以来，由于人类活动的影响，全球大气二氧化碳、甲烷和氧化亚氮浓度显著增加，目前已经远远超出了根据冰芯记录得到的工业化前几千年来的浓度值，其中二氧化碳浓度值从工业化前的约280 ppm增加到2005年的379 ppm，甲烷浓度值从工业化前的约715 ppb，增加到2005年的1774 ppb，氧化亚氮浓度从工业化前的约270 ppb，增加到2005年的319 ppb（见图1）。全球大气二氧化碳浓度的增加主要来源于化石燃料使用和土地利用变化，甲烷和氧化亚氮浓度的变化主要来自于农业。自第三次评估报告（TAR）以来，在人类活动对气候增暖和冷却作用方面的理解有所加深，从而得出了具有很高可信度的结论，即自1750年以来，人类活动对气候的影响总体上是增暖的。

二、当前气候变化的直接观测
自TAR以来，通过大量数据集和资料分析的改进与延伸、地理覆盖范围的扩大、对不确定性问题更深入的认识以及更为广泛多样的观测等途径，在认识当前气候如何发生时空变化方面取得了进展。自1960年代以来对冰川和积雪，以及近10年来对海平面高度和冰盖，有了不断增加的综合观测。
气候系统的变暖是毫不含糊的，目前从观测得到的全球平均气温和海温升高、大范围的雪和冰融化以及全球平均海平面上升的证据支持了这一观点（见图2），在这方面得出的最新观测事实如下：（1）根据全球地表温度器测资料，全球气候呈现以变暖为主要特征的显著变化。最近12年中有11年位列1850年以来最暖的12个年份之中。近50年平均线性增暖速率（每10年0.13℃）几乎是近100年的两倍，相对于1850-1899年2001-2005年总的温度增加为0.76；（2）对探空和卫星资料所进行的新的分析表明，对流层中下层温度的增暖速率与地表温度记录类似，并在其各自的不确定性范围内相一致，这在很大程度上弥合了TAR中所指出的差异；（3）至少从1980年以来，陆地和海洋上空以及对流层上层的平均大气水汽含量已有所增加；（4）观测表明，全球海洋平均温度的增加已延伸到至少3000米深度，海洋已经并且正在吸收80%被增添到气候系统的热量。这一增暖引起海水膨胀，有助于海平面上升；（5）南北半球的山地冰川和积雪总体上都已退缩。冰川和冰帽减少有助于海平面上升（这里的冰帽不包括格陵兰和南极）；（6）总体来说，格陵兰和南极冰盖的退缩已对1993―2003年间的海平面上升贡献了0.41（0.06至0.76）毫米/年。一些格陵兰和南极溢出冰川流速已经加快，这消耗了冰盖内部的冰；（7）在1961―2003年期间，全球平均海平面上升的平均速率为1.8 毫米/年。在1993―2003年期间，该速率有所增加，约为3.1毫米/年。目前尚不清楚在1993至2003年期间出现的较高速率，反映的是年代际变率还是长期增加趋势。从19世纪到20世纪，观测到的海平面上升速率的增加具有高可信度，整个20世纪的海平面上升估计为0.17米。
已在大陆、区域和洋盆尺度上观测到气候的多种长期变化，包括北极温度与冰的变化，降水量、海水盐度、风场以及包括干旱、强降水、热浪和热带气旋强度在内的极端天气方面的广泛变化。
近100年来，北极平均温度几乎以两倍于全球平均速率的速度升高，然而，北极温度具有很高的年代际变率。观测得到1925―1945年存在一个暖期；（2）1978年以来的卫星资料显示，北极年平均海冰面积以每10年2.7%的速率退缩，较大幅度的退缩出现在夏季，为每10年7.4%；（3）自1980年代以来，北极多年冻土顶层温度的上升幅度已高达3℃。自1900年以来，在北半球地区，从1900年以来季节性冻土覆盖的最大面积已减少了约7%，而春天减少达15%。；（4）已在许多大的地区观测到降水量在1901–2005年间存在长期趋势。在北美和南美东部、欧洲北部、亚洲北部和中部，已观测到降水量显著增加；在萨赫勒、地中海、非洲南部、亚洲南部部分地区，已观测到降水量的减少。降水的时空变化很大，在其他大的地区尚未观测到确定的长期趋势；（5）从1960年代以来，两半球中纬度西风在加强；（6）自1970年代以来，在更大范围地区，尤其是在热带和副热带，观测到了强度更强、持续更长的干旱；（7）强降水事件的发生频率有所上升，并与增暖和观测到的大气水汽含量增加相一致；（8）近50年来已观测到了极端温度的大范围变化。冷昼、冷夜和霜冻已变得更为少见，而热昼、热夜和热浪变得更为频繁；（9）热带气旋每年的个数没有明显变化趋势。卫星资料显示，大约从1970年以来，全球呈现出热带气旋强度增大的趋势，与观测到的热带海表温度升高相关。
目前尚无足够的证据确定其他某些变量是否存在着变化趋势，如，大尺度的全球海洋经向翻转环流，小尺度的龙卷、雹、闪电和沙尘暴等。

三、古气候视角
最近的古气候研究包含了TAR以来增加的资料，并从世界各地多种指示物变化规律的一致性中得到了确信。然而，由于空间覆盖范围的减少，不确定性通常会随着历史时间的追溯而增加。已有古气候信息支持当今气候变暖的异常特性，同时表明过去发生的变暖曾造成大范围冰盖的退缩和海平面上升。
古气候信息支持上半个世纪气候变暖至少在最近1300年中是异常的。12.5万年前，极地地区的温度比现在高出3至5℃，南北极冰盖的退缩导致了海平面上升4至6米。

四、气候变化的认知和归因
由于资料的时间更长更完备，观测的范围更广，以及对气候及其变率诸多方面模拟的改进，在气候变化的认知和归因方面也取得如下显著的成果。
大部分观测到的近50年来的全球平均温度的升高，很可能由于观测到的人为温室气体的增加所导致。目前，可辨别的人类活动影响扩展到了气候的其他方面，包括海洋变暖，大陆尺度的平均温度、极端温度和风场。（1）由于火山气溶胶和人为气溶胶抵消了一部分本来会出现的增暖，因此如果单独考虑温室气体浓度，其导致的变暖可能比观测到的更大；（2）气候系统的变暖，在地表和自由大气温度，海表以下几百米厚度上的海水温度，以及海平面上升方面，已被检测并归因于人为强迫。观测到的对流层增暖型和平流层降冷型，在很大程度上可归因于温室气体增加和平流层臭氧耗损的共同影响；（3）近50年来，除南极外，各大洲平均可能出现了显著的人为增暖。观测到的增暖型，包括陆地比海洋更明显的增暖及其随时间的变化，都已被包含人为强迫的模式所模拟到；（4）人类强迫可能造成了风场的改变，影响到热带以外的南北半球的风暴路径、风和温度分布型。然而，观测到的北半球环流变化在对20世纪强迫变化的响应比模拟结果更大；（5）多数最极端热夜、冷夜和冷昼的温度可能由于人为强迫的作用已升高。
对在观测约束条件下的模式结果分析，第一次给出气候敏感性的可能范围，在气候系统对辐射强迫响应上的认识更为可信。全球平均增暖幅度可能比工业化前高出2℃至4.5℃，最佳估计约为3℃，增暖幅度很不可能低于1.5℃。不能排除该值远高于4.5℃的可能性，但对此，模拟与观测的一致性较差。水汽的变化决定着影响气候敏感性的各种反馈，目前对其的认识比TAR更为深入，但云的各种反馈依然是最大的不确定性来源。对在观测约束条件下的模式结果分析，第一次给出气候敏感性的可能范围，在气候系统对辐射强迫响应上的认识更为可信。在1950年以前的至少7个世纪中，气候变化很可能不只由非气候系统内部强迫变率所造成。该时段内北半球年代际温度变率重建结果中的相当部分，很可能归因于火山爆发和太阳活动变化，并且在该记录中比较明显的20世纪初的增暖可能归因于人为强迫。
五、未来气候变化预估
与TAR相比，本次气候变化预估评估的一项重要进展，就是有大量可用的数值模拟结果，连同用使用观测约束条件的新方法，为估计未来气候变化许多方面的可能性提供了量化的基础。模式模拟考虑了一系列包括理想化排放或浓度假定的未来可能情形，这些包括2000—2100年SRES 解释性标志情景，以及2000年或2100年后温室气体和气溶胶浓度保持稳定条件下的模式试验。
在一系列SRES排放情景下，预估的未来20年增暖为每10年0.2℃。即使浓度稳定在2000年水平，每10年也将进一步增暖0.1℃。（1）自1990年IPCC第一次评估报告以来，预估结果显示出1990—2005年全球平均温度升高约为每10年0.15℃至0.3℃，而观测结果为每10年约增加0.2℃，二者的可比性增强了近期预估结果的可信度；（2）模式试验表明即使所有辐射强迫因子都保持在2000年水平，由于海洋缓慢的响应，未来20年仍有每10年约0.1℃的进一步增暖。如果排放处于SRES各情景范围之内，则增暖幅度预计将是其两倍（每10年0.2℃），以上均不考虑气候政策干预。模式预估结果的最佳估计表明，在所有有人类居住的大陆，SRES情景的选择对2030年前的10年平均变暖幅度影响不大，且很可能至少是20世纪相应模式估算的自然变率结果的两倍。
以等于或高于当前的速率持续排放温室气体，会导致进一步增暖，并引发21世纪全球气候系统的许多变化，这些变化将很可能大于20世纪的观测结果。（1）21世纪末全球平均地表气温可能升高1.1—6.4℃（6种SRES情景，与1980—1999年相比）；（2）暖趋向于降低陆地和海洋的大气二氧化碳吸收，提高存留在大气中的人为排放的比例。在A2情景下，二氧化碳反馈作用对应的2100年相应的全球平均增暖在1℃以上；（3）基于模式预测的相对于1980–1999年平均，6个SRES排放情景下21世纪末全球平均海平面上升幅度预估范围是0.18—0.59米。
目前对变暖的分布和其他区域尺度特征的预估结果更为可信，包括风场、降水、以及极端事件和冰的某些方面的变化。（1）21世纪的变暖预估结果显示出与情景无关的空间地理分布型，这与近几十年的观测结果相似。预计陆地上和北半球高纬地区的增暖最为显著，而南大洋和北大西洋的变暖最弱；（2）雪会退缩，大部分多年冻土区的融化深度会广泛增加；（3）所有SRES情景下的预估结果显示，北极和南极的海冰会退缩。某些预估结果显示，21世纪后半叶北极暮夏的海冰将几乎完全消融；（4）热事件、热浪和强降水事件的发生频率很可能将会持续上升；（5）基于模式的模拟结果，年热带气旋（台风和飓风）的强度可能会更强，伴随着更高峰值的风速和更强的降水；对于热带气旋的个数会减少的预估可信度比较低；（6）热带以外的风暴路径会向极地方向移动，引起热带外地区风、降水和温度场的变化，延续近半个世纪以来所观测到的总体分布型的变化趋势；（7）高纬地区的降水量很可能增多，而多数副热带大陆地区的降水量可能有所减少（A1B情景下2100年会减少多达20%）；（8）基于当前模式的模拟结果，21世纪大西洋经向翻转环流（MOC）将很可能减缓，到2100年可能降低25%（范围从0到50%以上）。21世纪MOC很不可能将出现明显的突变。
由于各种气候过程、反馈与时间尺度有关，即使温室气体浓度趋于稳定，人为增暖和海平面上升仍会持续数个世纪。（1）如果辐射强迫被稳定在B1或A1B水平的2100年时的排放情景下，预计全球温度将会进一步增暖0.5℃，并主要发生在下个世纪；（2）如果辐射强迫稳定在2100年A1B水平上，到2300年，单独的热膨胀会引起海平面升高0.3—0.8 米（相对于1980—1999年），并且由于将热量混合到深海需要一段时间，海平面上升的局面会在此后许多世纪以递减的速率持续下去；（3）预估结果显示，格林兰冰盖的退缩会在2100年后继续对海平面上升产生贡献。现有模式结果表明，1.9—4.6℃的全球平均增暖（相对于工业化前）如果持续千年，会最终导致格林兰冰盖的完全消融，进而造成海平面升高约7米。这些温度值与推断出的125,000年前末次间冰期的温度相当，古气候资料显示，当时极冰面积缩减，海平面升高4—6米；（4）目前的全球模式研究预估结果表明，南极冰盖将会维持在非常寒冷的状态，不至于会出现大范围表层融化的现象，而且由于降雪增加，冰量还会增大。然而，如果动力冰耗主导了冰盖的质量平衡，有可能会发生冰量的净损失；（5）由于清除二氧化碳气体所需的时间尺度，过去和未来的人为二氧化碳排放将使增暖和海平面上升现象延续到千年以上。
我国气候变化的最新研究进展
我国是全球气候变暖特征最显著的国家之一。根据我国科学家的研究发现：近百年来，中国年平均气温升高了0.65±0.15℃，比全球平均增温幅度（0.6±0.2℃）略高；中国年均降水量变化趋势不明显，但区域降水变化波动较大，如华北大部分地区每10年减少20-40毫米，而华南与西南地区每10年增加20-60毫米。近50年来，中国沿海平面年平均上升速率约为2.5毫米，略高于全球平均水平，中国极端天气与气候事件的频率和强度发生了明显变化。近百年来我国的气候变化和全球趋势基本一致，出现了两个明显暖期：上个世纪20-40年代和80年代以后。1950年以后，无论是年平均温度还是冬季温度，我国大部地区都有明显的变暖趋势。从1986/1987年的冬季至今，我国已经经历了19个暖冬（仅2004/2005年的冬季为正常）。特别是2006年，中国平均气温9.92℃，成为1951年以来创纪录的暖年。过去50年气温升高最显著的地区是华北、内蒙古东部以及东北地区，2006年我国从黄河以南至南岭以北及西北、西南地区的17个省（市、区）年平均气温均为1951年来最高值。尤应值得警惕的是，在2006年，对气候极为敏感的青藏高原39个国家正式气象观测站中有13个站气温突破历史极值。
全球变暖背景下，未来20—100年中国温度也升高。21世纪我国气候将继续明显变暖，尤以冬半年、北方最为明显。与1961—1990年的30年平均相比，到2020年我国年平均气温将可能变暖1.3—2.1℃，2030年可能变暖1.5—2.8℃，2050年变暖2.3—3.3℃，2100年变暖3.9—6.0℃。2020年最大增温区域在华北、西北和东北的北部，增温幅度为0.6—2.1℃，2050年时增温的幅度加大。降水也呈增加趋势，预计到2020年全国平均年降水将增加2%—3%，到2050年将增加5-7%，到2100年将增加11%—17%；海平面继续上升，到2050年约上升12—50厘米，珠江、长江、黄河三角洲附近海面上升9—107厘米；未来100年极端天气与气候事件发生发频率可能增大；干旱区范围可能扩大、荒漠化可能加重；青藏高原和天山冰川将加速退缩，一些小冰川将消失，预计到2050年我国西北的冰川面积显著减少还可能再减少27%。
受气候变暖影响，我国日最高和最低气温都将上升，但最低气温的增幅较最高气温大，冬季极冷期可能缩短，夏季的炎热期可能延长，极端高温、热浪、干旱等愈发频繁。我国北方地区降水量增加，相应降水日数也有显著增加，其中以新疆和内蒙中部的增加最为集中。我国南方部分地区大雨日数将显著增加，特别是在东南地区的福建和江西西部，以及西南地区的贵州和四川、云南部分地区，气候有趋向于恶劣化的趋势，出现局地强降水事件可能增加。未来4-5年黄淮海地区出现30—50年一遇的极端强降雨事件概率比20世纪80年代和90年代增加4—6倍。未来4—6年内，枯梅/空梅的概率较高，长江流域出现连续大旱的可能性较大，部分地区的干旱程度、范围、持续时间还将进一步加剧，渤海沿岸和长江口地区可能会变得更干，台风最大风速增加约19%，破坏性更强，移动路径异常，防御难度加大。
来源：中国气象报