主题：【读书笔记】IPCC究竟讲了什么？28 预估：情景和气温 -- 橡树村

橡树村:【读书笔记】IPCC究竟讲了什么？29 预估：其他

简单列一下第一工作组报告里面的主要内容，直接引自第一工作组报告技术摘要第六章，前面已经覆盖了绝大多数内容，个别地方没有提及。

在影响气候的因子方面，确凿的发现包括：

当前大气二氧化碳和甲烷的浓度以及它们的相关正辐射远远超过了通过冰心测量资料确定的65万年以来的数值，而化石燃料的使用、农业和土地使用已经成为过去250年温室气体增加的主要原因。其中燃烧化石燃料、水泥生产和天然气无烟燃烧的二氧化碳年排放从1990年的每年60-68亿吨增加到2000至2005年的69-75亿吨。过去40年二氧化碳、甲烷和氧化亚氮辐射强迫的持续增长率大于过去至少2000年的任何时期。海洋和陆地生物圈已经通过二氧化碳的自然吸收过程清除了人为排放的50-60％的二氧化碳。在最近几十年中，海洋和陆地生物圈的吸收在强度上基本一致，但是陆地生物圈的吸收更加多变。人为气溶胶可以产生净负辐射强迫，也就是说冷却效应，有很大的把握认为其冷却幅度在北半球比南半球更大。对与温室气体、气溶胶和地表变化产生的综合人为强迫的新的估测显示：自1750年起，人类活动极有可能已经对气候产生了相当大的净变暖影响，而同期太阳辐射对全球平均辐射强迫的贡献远小于工业化时期温室气体增加所做出的贡献。

关键的不确定性包括：

对气溶胶对云特性改变的全过程尚未有充分的认识，对其相关间接辐射效应强度尚没有很好的定论。对平流层水汽变化的原因及其辐射强迫仍不能进行很好的量化。对20世纪气溶胶变化产生的辐射强迫的地理分布和时间变化仍不能进行很好的特征表述。对大气甲烷增长率最近变化的原因仍然缺乏充分的认识。对自工业化前以来对流层臭氧浓度增加的不同因子的作用仍不能进行很好的特征表述。对产生辐射强迫的地表特性和陆地-大气相互作用仍不能进行很好的量化。有关世纪时间尺度的历史太阳变化对辐射强迫贡献的知识并非建立在直接测量的基础上，因此在很大程度上依赖于对物理过程的认识。

在观测到的大气和地表气候变化方面，确凿的发现包括：

全球地表平均温度持续上升。在2005年之前的12年中有11年位列自1850年以来有记录的最热的12个年度之内。地表变暖的速度在20世纪70年代中期增快，而且自那时起，全球陆地表面变暖的速度是海洋变暖速度的两倍。地表温度极端事件的变化与气候变化相一致。对中低对流层温度趋势的估测已经有了很大的改进，从1958年至2005年，低对流层的温度增加的速度已经略大于地表的增温速度。已经观测到了1900至2005年许多大区域的降水量的长期趋势，发现强降水事件的数量增多。自从20世纪70年代以来，干旱已经变得更加普遍，特别在热带和亚热带地区情况严重。观测到至少从20世纪80年代以来，对流层水汽增多。

关键的不确定性表现在：

无线电探空资料的空间覆盖面比地表资料相差很多，而且证据显示一些探空资料的可靠性差，特别在热带地区。有可能对流层温度趋势的所有资料仍然存在残留误差。虽然大尺度大气环流的变化很明显，但是分析的质量只在1979年后才达到最佳，这使得对变化和变率的分析和区分变得困难。对海洋上空的总云量和低空云量的变化，地表观测和卫星观测结果不一致。对昼夜温差的多年代际变化仍然没有充分的认识，部分原因是对云量和气溶胶变化的观测有限。在量化全球和区域降水趋势时，降水量测量的难度仍然是一个关切的问题。土壤墒情和径流的记录通常时间较短，而且只在几个区域有记录资料，这妨碍了对干旱变化进行完全的分析。有限的可用观测资料限制了对极端事件类型的分析。极端事件愈少，对其长期变化的判定就愈加困难，因为目前个例不多。有关卫星时代前的飓风频率和强度的资料有限。对卫星记录资料的解释也存在疑问。由于缺乏足够的证据，无法确定小空间尺度的龙卷风、冰雹、闪电和沙尘暴是否存在变化趋势。

确凿的冰雪圈的变化包括：

地球的冰的总量在减少。自19世纪末以来，山地冰川出现了大规模的退缩。冰川和格陵兰冰盖的物质损失速度在不断加快。北半球积雪范围已经缩小。在过去150年中，季节性河流和湖泊结冰期已经缩短。从1978年以来，北极海冰的年均面积正在不断退缩，北极夏季冰的最小面积已经减少。在1990年代，南极半岛和亚孟森冰架发生了冰层变薄。分支冰川已经加速，而且在2002年发生了拉森－B冰架的崩塌。从1980年代以来，多年冻土层顶部的温度已经升高了3°C。从1900年以来，北半球季节冻土的最大面积已经缩小了7％，而且自20世纪中叶以来，亚欧大陆季节冻土的最大深度已经减少了约0.3米。

关键不确定性有：

在1960年以前，没有全球性的实地降雪资料。没有卫星时代的经过准确标定的雪水当量资料。没有足够资料，无法对南极海冰厚度趋势作出任何结论。因为全球储量资料有限、面积-容积关系资料不完整以及地理覆盖率的不均衡，在冰川物质损失的估测中存在不确定性。对冰架和冰盖，特别是南极洲冰架和冰盖的物质损失的估测受到对卫星测高和重力测量检测到的变化进行标定和检验的限制。对底部变化过程和冰架动力过程的认识有限，因此对冰流过程和冰盖稳定性的认识存在大的不确定性。

对海洋的观察，确凿的发现有：

从1955年以来，全球海洋温度(或热容量)已经增高。已经观测到最近几十年大尺度区域性一致的盐度趋势，副极地地区海水变淡，热带和亚热带地区较浅部分的盐度增加。这些趋势同降水变化和从低纬度地区到高纬度地区以及从大西洋到太平洋的大气中水汽输送增多的反演结论是一致的。在20世纪全球平均海平面上升。从19世纪中叶到20世纪中叶，海平面上升的速度加快，这一结论有高置信度。1993年至2003年海平面上升的速度高于1961年至2003年的速度。海洋热膨胀以及冰川和冰帽的物质损失是观测到的海平面上升的重要原因。1993至2003年间观测到的海平面上升速度同观测到的热膨胀和陆地冰损耗之和相吻合。最近几十年海平面变化的速度在地理分布上并不均一。自1750年以来，由于对人为排放CO2的吸收，海洋表面的酸性增大。

主要不确定性包括：

海洋采样的限制意味着对全球热容量、盐度和海平面变化的评估只有中等信度。对经向翻转环流MOC趋势的观测仍然只有低信度。1961至2003年全球平均海平面上升似乎大于热膨胀和陆地冰消融的结果。

古气候研究方面的确凿发现包括：

在末次间冰期内，即约12万5千年前，全球海平面可能比现在高4至6米，主要原因是极地冰的退缩。几次突发历史气候变化很可能同大西洋环流变化有关，并广泛地影响了北半球的气候。在至少3万年内，地球很不可能自然进入另一个冰期。地球生物化学和地球生物物理反馈曾经放大了气候变化的影响。20世纪下半叶北半球的平均温度很可能比过去500年中任何50年的平均温度都高，而且可能这段时期也是过去1300年中最温暖的50年。古气候记录资料显示，在过去2000年中，在几个区域发生持续数十年甚至更长时间的干旱是气候的一个周期性特征。

关键的不确定性有：

对历史突发气候变化的发生和演变机理以及相关气候阈值仍缺乏充分的认识。这降低了对气候模式模拟现实突发气候变化能力的信度。对历史冰盖退缩的程度、此类变化的速度以及其中的过程仍缺乏充分的认识。由于缺乏古气候记录资料，对南半球和热带地区近几百年以前的气候变率的认识受到了限制。在现有的北半球千年尺度的温度重建中观察到的不同的幅度和变率，以及这些差异与代用资料和统计标定方法选择的关系仍然需要调整一致。由于缺乏近20年温度的广泛代用资料网络，因此限制了对这些代用资料如何迅速响应全球变暖的认识，并限制了对其它环境变化影响的认识。

气候变化归因方面的确凿发现是：

温室气体强迫很可能造成了过去50年中所观测到的大部分全球变暖。假如没有气溶胶和其它强迫具有抵消作用的冷却效应，那么过去半个世纪的温室气体强迫可能导致比观测到的变暖更暖。过去半个世纪的全球变暖形势极不可能(<5%)脱离外部强迫进行解释，而且很不可能仅由已知自然外部原因引起。海洋和大气都发生了变暖，而且变暖发生在自然外部强迫因子可能产生冷却效应的时期。可能人为强迫已经造成了观测到的20世纪下半叶海洋上层数百米的普遍变暖。人为强迫导致了海洋变暖的热膨胀以及冰川物质的损失，而且很可能造成了20世纪下半叶的海平面上升。在重建的北半球近700年的年代际温度变率中有相当一部分很可能可归因于自然外部强迫(火山爆发和太阳变率)。

关键的不确定性包括：

一些气候变化现象归因于人类影响的信度当前受到辐射强迫以及反馈和观测中存在的不确定性的影响。小于大陆尺度的归因和低于50年时间尺度的归因受到较小尺度的较大气候变率的限制，并受到在外部强迫的小尺度细节中和模式模拟响应中存在的不确定性的制约、以及受到模拟小尺度内部变率时存在的，包括与变率模态相关的不确定性的制约。对降水和地表气压强迫变化认识的信度低于对温度认识的信度。由于缺乏正式对某些现象(例如一些极端事件)的检测和归因研究或此类研究数量极少，因而归因陈述的范围受到了限制。缺乏完整的极端事件分析和模式不确定性的全球资料集依然是开展区域和不同类型的极端事件检测研究的制约因素。虽然认识水平有所提高，但是模式模拟内部气候变率的不确定性仍然制约着归因研究的某些方面。例如：海洋热容量变率的模式模拟结果和观测结果间仍然存在明显差异。缺乏对人为强迫对海洋热容量的增加和冰川消融进行量化的研究以及1961至2003年海平面收支中空白部分均属于量化人类活动对海平面上升过程中的不确定性。

气候模式预估方面，确凿的发现包括：

气候模式的基础已经具有牢固确立的科学原则，并已证明可以重现最近气候和历史气候变化的观测到的特征。有相当大的信度证明大气海洋全球气候模型AOGCM能够对未来气候变化，特别是大陆尺度及更大尺度的变化提供可信的量化估值。某些气候变量(如温度)估算的信度高于其它气候变量(如降水)估算的信度。模式的信度已经提高，因为对当前气候的许多方面，包括重要的气候变率模态和极端冷热事件模态的模拟已经有改进；模式分辨率、计算方法和参数化以及融入其它的过程均已有所改进；更加全面的诊断试验，包括对在观测条件下进行初始化后，模式从几天到一年预测能力的各种检验；以及通过国际间协调努力对相同条件下运行的各个模式试验的结果进行收集和分发，加大了对模式的检查力度，并扩大了对模式性能的诊断分析范围。

关键不确定性包括：

仍需开发一套经过检验的模式标准，用于比较模拟和观测结果，而且可以用来缩小可信的气候预估区间。 大部分模式仍不能控制气候漂移，特别是在深海的气候漂移。在分析许多海洋变率的变化时，必须将这种漂移考虑在内。在估测气候系统中不同反馈的强度时，模式间存在较大的差异。对一些变率模态，特别是Madden-Julian振荡，周期性大气阻塞和极端降水的模拟仍然存在各种问题。在大部分模式对南大洋的模拟中都发现了系统误差，这同瞬变气候响应中存在的不定性相关。气候模式的制约因素仍然存在，包括现在计算机资源能够的达到的空间分辨率有限，需要更加广泛的集合运算以及需要把更多的额外过程纳入其中。

在平衡以及瞬间气候敏感性领域，确凿的发现包括：

以计算多重观测和模拟限制为基础，平衡气候敏感性的可能区间是2-4.5摄氏度，最可能的值是3摄氏度。很不可能低于1.5摄氏度。对瞬变气候响应的限制优于平衡气候敏感性的限制。很可能大于1摄氏度，很不可能大于3摄氏度。现在对不同模式平衡气候敏感性的差异原因已有好的认识。各种云反馈是模式间平衡气候敏感性差异的主要原因，低云是最主要的原因。新观测和模拟证据都强有力地支持综合水汽递减率反馈，其强度与AOGCM中发现的强度相当。

关键不确定性是关于云可能对全球气候变化的响应仍然存在某些大的不确定性。

全球预估的结果，确凿的发现包括：

即使辐射强迫物质的浓度能够实现稳定，预计进一步的持续的变暖和相关的气候变化仍将发生，这在很大程度上是因为与各种海洋过程相关的时间滞后。近期变暖预估受不同的情景假设或不同的模式敏感性的影响不大，并符合过去数十年观测的结果。对于这里考虑到的所有AOGCM，取与1980-1999年相对应的2011-2030年时段的平均值，在三个不同的SRES排放情景(情景B1,A1B和A2)下，多模式平均变暖值均处在0.64-0.69摄氏度的小幅区间之内。预估变暖的地理形势，北半球高纬度地区和陆地的增温最高，南半球海洋和北大西洋变暖较小。降水变化显示确凿的大尺度形势：由于全球水分循环的加强，热带降水最大值普遍增加，亚热带地区减少，高纬度地区增加。随着气候变暖，积雪和海冰面积将减少，冰川和冰帽将融解并将促进海平面上升。在21世纪，北极和南极的海冰面积都将减少。由于正反馈，北极地区积雪减少将加速，大部分多年冻土地区的融解深度将大大增加。依据现有的模拟，大西洋经向翻转环流(MOC)非常可能在2100年前速度变缓。但是，在21世纪中，经向翻转环流出现大的突然转变非常不可能。在未来气候更暖的情况下，热浪的发生频率会增加，而且持续时间更长。预估几乎所有中高纬度地区结霜日会减少，生长期延长。存在大陆中部地区夏季少雨的趋势，意味着这些地区干旱发生的风险增大。未来变暖将减少地球系统(陆地和海洋)吸收人类产生的二氧化碳的能力。因此，在气候变暖的情况下，越来越多的人类产生的将停留在大气中。这种反馈要求需要按照假设没有这一反馈的情况所设定的大气二氧化碳的稳定水平减少累积排放。稳定情景的值越高，气候变化的量越大，需要减排的量就越大。

关键不确定性有：

21世纪后经向翻转环流(MOC)发生大的突变的可能性尚无法进行可靠的评估。到2100年大气温室气体浓度若稳定在低和中排放情景的水平上，经向翻转环流会在一至数百年内从最初的不断减弱过程中恢复。但是如果强迫的强度大和时间长，那么则不能排除经向翻转环流出现永久性衰减的可能。同温度的预估相比，极端降水的幅度和地理位置的模式预估结果存在较大的区间。气候变率(如ENSO)的一些主要模态的响应仍因模式的不同而不一，这或许与当前各种条件的空间和时间代表性的差异有关。许多热带气旋对气候变化的模式响应的可靠性仍然受到热带气候模式的分辨率的限制。对驱动一些全球和区域气候变化的重要过程(例如ENSO，NAO，阻高，MOC，地表反馈和热带气旋分布)的变化仍缺乏认识。未来碳循环反馈强度仍不能充分确定。

海洋领域的预估，确凿的发现有：

由于热膨胀和陆地冰的消融，21世纪海平面将持续上升。在过去海平面上升的地理分布就不统一，将来也不会统一。21世纪由于温室气体排放持续的预估变暖可能在其后数百年中为海平面上升做出贡献。即使在辐射强迫能够实现稳定的条件下，由于热膨胀和冰盖消融，海平面上升仍将持续数百年甚至上千年。

关键不确定性包括：

能够分析造成南极冰盖和格陵冰盖发生大的迅速的动力变化的关键过程的模式还不存在，这些动力变化可能增加溢入海洋的冰。靠观测仍不能很好地对冰盖表面物质平衡(融化和降水)对全球气候变化的敏感性作出充分的限定，而且在模式中也有大差异。因此，对如果全球变暖持续，可能导致格陵兰冰盖消失的全球变暖幅度的研究存在很大的不确定性。

区域气候变化的预估方面，确凿的发现包括：

在下一个50年中，所有人类可居住的大陆以及许多次大陆地区的平均温度将很可能以超过全球平均的速度增加，而且增加量会大大超过自然变率引发的增温。在大部分次极地和极地地区降水可能增加。这种增加的结论是尤为确凿的，而且非常可能发生在欧洲北部的大部分地区、加拿大和美国东北部以及北极地区的年降水以及亚洲北部和西藏高原的冬季降水过程中。在许多亚热带地区降水可能减少，特别在亚热带的朝着极地方向的边缘地区。这种减少的结论是特别确凿的，而且非常可能会发生在欧洲和非洲濒临地中海地区的年度降水以及西南澳大利亚的冬季降水过程中。许多地区日降水极值可能会增加。这种增加很可能发生在欧洲北部、南亚、东亚、澳大利亚和新西兰，所列地区也部分反映出在已出版的科研文献中现有资料存在的不均衡的地理覆盖率。

关键不确定性包括：

某些地区缺乏区域气候变化的重要方面的研究，特别缺少有关气候极端事件的研究。各大气-海洋环流模式对一些关键区域(例如：南美洲北部、澳大利亚北部和萨赫勒地区)的降水变化的模拟结果表明缺乏一致性。在许多区域，气候的精确空间尺度是由地形生成的，但缺乏足够的信息来描述气候变化如何在这些尺度上体现。

AR4第一工作组内容全部结束。

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