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

6.3 直接气候敏感因子

第一点，不太赞成报告中关于直接气候敏感因子的定义，这里再给出原定义做对比，报告中的定义是：在理想情况下，包括无反馈效应（但包括温度升高导致的增强的辐射冷却效应），均一的温度变化，大气二氧化碳加倍导致的气候响应（就是气温变化）。

定义中无反馈效应仅指辐射冷却效应，缺少了对流蒸发热导三种传热过程。定义中要求均一的温度变化，这是不可能的，地球大气和表面温度变化必然是不均匀的。

实际使用的文献数据，并不是按照报告定义来做的，这反映了报告写作方面的不严谨。

第二点：报告中使用的数据，仍然是一篇工作，而且是和反馈因子数据是一个来源。反映不了当前这个方面的工作。例如，IPCC上一个报告采用的是1988年Ramanathan的数据，其结果仅是0.24K/(W/m2)。

6.4 气候敏感度或气温变化

A 实测气温变化：

参考：（Linden， 2007， Taking Greenhouse Warming Seriously）大气二氧化碳浓度加倍，模型预测温度变化最大的是赤道上空，靠近对流层顶处，温度变化是靠近地表的气温变化的3倍。如下图

外链图片需谨慎，可能会被源头改

图 这是4个模型模拟二氧化碳浓度加倍后的温度变化。横坐标是维度，纵坐标是高度（用大气压力表示）

但是，高空实测结果，地表气温变化大于高空，参见下图。这说明，一种可能性是模型错误，还有一种是，其它因素为主，二氧化碳浓度变化在其中影响不足1/3。

B 古气候

报告给出了古代直至4亿年前大气二氧化碳浓度变化的测量结果，大气二氧化碳浓度曾高达几千ppm。报告仅给出几十万年的温度变化数据。但是发表在2001年科学杂志上文章给出的结果显示，在过去6亿年，热带平均温度最大变化仅4K左右，参见下图。这与报告的定量结论相差很大，报告给出的是二氧化碳加倍，从280增加到560ppm，温度升高3.26K。

Records of change. (A) Comparison of CO2 concentrations from the GEOCARB III model (6) with a compilation (9) of proxy-CO2 evidence (vertical bars). Dashed lines: estimates of uncertainty in the geochemical model values (6). Solid line: conjectured extension to the late Neoproterozoic (about 590 to 600 Ma). RCO2, ratio of CO2 levels with respect to the present (300 parts per million). Other carbon cycle models (21, 22) for the past 150 million years are in general agreement with the results from this model. (B) Radiative forcing for CO2 calculated from (23) and corrected for changing luminosity (24) after adjusting for an assumed 30% planetary albedo. Deep-sea oxygen isotope data over the past 100 Ma (13, 14) have been scaled to global temperature variations according to (7). (C) Oxygen isotope-based low-latitude paleotemperatures from (5). (D) Glaciological data for continental-scale ice sheets modified from (7, 8) and based on many sources. The duration of the late Neoproterozoic glaciation is a subject of considerable debate. （来源 http://scienceonline.org/cgi/content/full/292/5518/870/F1）

参见报告：第441页，Figure 6.1. (Top) Atmospheric CO2 and continental glaciation 400 Ma to present. Vertical blue bars mark the timing and palaeolatitudinal extent of ice sheets (after Crowley, 1998). Plotted CO2 records represent fi ve-point running averages from each of the four major proxies (see Royer, 2006 for details of compilation). Also plotted are the plausible ranges of CO2 from the geochemical carbon cycle model GEOCARB III (Berner and Kothavala, 2001). All data have been adjusted to the Gradstein et al. (2004) time scale.

6.5 气候模型可靠性

气候模型是基于大气动力学，大气动力学模型本身是一种预测空间和时间物理性质变化的模型。它将其它物理过程偶合到一组描述大气动力学偏微分方程中，进行数值求解。如果我们不考虑偶合作用，从理论上说，计算流体力学发展到今天， 可以认为能够通过数值方法获得可靠解。但是，到目前为止，对存在湍流的实际问题，即使是体积为几升的反应器，基本上都是通过湍流经验模型来求解的。而大气是湍流运动剧烈的系统。虽然科学界有很多从事直接求解湍流模型的研究者，但是，在这个领域，人们公认的是，直接求解湍流模型，1、只能进行瞬态直接求解湍流问题，2、要求空间尺度在nm量级，时间尺度在ns量级。到目前为止，直接求解湍流问题，主要用于研究，还无法用于实际流体系统。

对气候系统，现在计算尺度还处在110km，最早的第一次报告的计算尺度是500km。照这个进步速度，是不可能在报告预测的效应出现之前，实现湍流直接计算的。而湍流经验模型都是有应用范围的，很难验证那种模型能够适用气候系统。几年前，计算流体力学界曾出了一个处于湍流状态的自然对流的题目（不包括辐射），让研究者和商业软件计算，大部分结果都与实验有相当误差。在气候系统中， 存在复杂的辐射过程，还存在水蒸发和冷凝，实际是二相流问题，计算流体力学处理就更困难了。

计算流体力学软件已经广泛应用到工业界，但是，其对未知领域的预测能力，仍然是个疑问。通常主要作为一种辅助手段，结合实验来帮助人们。这主要通过实验来筛选湍流模型和模型参数，数值方法及其相关模型。根据模型来计算变化趋势，辅助设计。这个领域虽然有很长历史，发展了很多方法，然而每种方法都有特定的应用领域和对象，难以作为通用方法来进行新预测。

上述用大气动力学模型来计算气候系统的三个中间结果和最终预测结果都严重依赖大气温度和压力分布情况的预测，这要求准确求解流体力学方程。从预测和观测结果对比来看，目前区域内预测气候都难以做到，全球系统就更无法做到。

• 【索引】有关“全球变暖”问题的讨论整理汇总(三)