主题：解读IPCC报告关于大气[CO2]加倍对对气候的定量影响 -- hwd99

[读书笔记] 解读IPCC报告关于大气[CO2]加倍对气候的定量影响

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1、背景介绍

政府间气候变化专门委员会（IPCC）报告（以下简称报告）科学基础部分（2007）全面讨论了各种因素对气候变化的影响，大气二氧化碳浓度变化仅是其中一个因素，占的篇幅并不是很大，但是，控制这个因素对人类生活的影响最大。按照报告结论，人类需要大幅度降低二氧化碳排放，才能控制气候变暖到人类可承受的危害水平。由于人类使用化石燃料来获得能量，是二氧化碳排放增加的主要原因。减少化石燃料使用量，就会降低人类生活水平，因而是人类密切关心的问题。

人类使用化石燃料，向大气排放二氧化碳，使大气二氧化碳浓度，从工业革命前280ppmv 增加到现在380ppmv，从而导致气温升高，其原因是，如果保持气温不变，地面红外辐射能量也就保持不变，由于大气二氧化碳浓度升高，使大气能够吸收更多地面红外辐射，从而在地球上积累更多能量，引起地面升温。这基本上成为科学界的共识。

但是，在科学界，有很多人并不同意报告中的定量结论。人们对大气二氧化碳浓度增加，导致气温升高的幅度存在不同看法。例如，曾经担任小布什总统科学顾问的麻省理工学院Linden 院士，就是反对派中的代表人物，最近发表文章（2009），根据国际海洋温度测量数据和大气层顶辐射数据，计算温室效应反馈因子，从而得到的大气二氧化碳浓度加倍对气候的影响，比报告小得多（0.5对3.26K）。后来，Trenberth（支持派著名人物，报告采用了其在1997年所提出的地球能量平衡图）发表文章（2010），认为Linden院士的计算，在数据选取方面有问题，所得结论太小。也就是说，目前争论的焦点是报告所采纳的计算方法可靠性，以及所得结果的准确性。一派认为大气二氧化碳浓度影响很大，另一派则认为很小。

在报告中，引起气候变化的因素分为人为的和自然的两大类。不同因素对气候的定量影响，用气候敏感度（climate sensitivity）来表示。特别定义了两种不同的温室气体影响气候的敏感度，一种是平衡条件下的气候敏感度，其使用的词是equilibrium climate sensitivity,将其定义为平衡条件下，将工业革命前大气等价二氧化碳含量加倍产生的全球年平均温度变化，它是度量气候系统对温室气体产生的辐射强迫的最终响应强度。另外将瞬时气候敏感度定义为将大气二氧化碳浓度加倍时，假设每年二氧化碳浓度增加1%产生的全球年平均气温变化。它表示了气候系统响应温室气体产生的辐射强迫的强度和速度，与海洋吸热速度有关。

（原文来自报告 9.6节 pp718，参见：‘Equilibrium climate sensitivity’ (ECS) is the equilibrium annual global mean temperature response to a doubling of equivalent atmospheric CO2 from pre-industrial levels and is thus a measure of the strength of the climate system’s eventual response to greenhouse gas forcing. ‘Transient climate response’ (TCR) is the annual global mean temperature change at the time of CO2 doubling in a climate simulation with a 1% yr–1 compounded increase in CO2 concentration (see Glossary and Section 8.6.2.1 for detailed definitions). TCR is a measure of the strength and rapidity of the climate response to greenhouse gas forcing, and depends in part on the rate at which the ocean takes up heat. ）

起草报告的委员会综述现有研究结果，给出结论。在报告中，引用文献所使用的估算气候敏感度的方法，基本上是相同的。通常使用一个复杂的以计算流体力学为基础的全球气候模型，改变模型中影响平衡性气候敏感度的参数，计算得到平衡条件下气温。这样得到的结果是很难评价的。

另外一方面，报告还通过文献综述给出了决定气候敏感度ΔT的三个中间结果，就是辐射强迫变化ΔRf，反馈因子C及直接气候敏感因子k0。它们的关系如下：

ΔT＝k0（ΔRf+CΔT） （1）

从（1）式可以得到：

ΔT＝k0ΔRf/(1-Ck0) (2)

我们主要来看这三个中间结果。河里村长等，对报告有详细的长篇介绍，参见 有关“全球变暖”问题的讨论整理汇总 http://www.ccthere.com/article/2675366 这些介绍写得比较有趣，而且很全面，有助于了解全球变暖问题。我这里主要解读有关二氧化碳问题的定量结果，给出定量结果来源，方法。定量结果的重要性是不言而喻的，只有定量结果才能决定气候变暖问题的解决方法。后面专门有一部分，解读报告中没有给出的最近的一些研究结果，特别是不同于报告的结果。 请大家多多指教。

参考文献

Lindzen, R. S., and Y.-S. Choi (2009), On the determination of climate feedbacks from

ERBE data, Geophys. Res. Lett., 36, L16705, doi:10.1029/2009GL039628.

Trenberth, K. E., J. T. Fasullo, C. O'Dell, and T. Wong (2010), Relationships between tropical sea surface temperature and top-of-atmosphere radiation, Geophys. Res. Lett., 37, L03702, doi:10.1029/2009GL042314

IPCC报告出处：http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/contents.html

• 翻译：对戈尔《气候灾难真相》的质疑 译者前言
• 可再生能源1 写作动机2
• 【索引】有关“全球变暖”问题的讨论整理汇总(三)
• 这些历史资料说明气候与大气二氧化碳浓度无关