IPCC: 气候变化比原来认识的更严重

橡树村

6 Q9 o- r/ f& L6 X. z/ Q* _2013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。
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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

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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。
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4 f  H; n/ r5 h' e( R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。

北极夏季海冰存量变化

0 r: t3 M! H- ]( L$ K  V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

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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。
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0 _4 I# T/ a  h. [: B! t大气中的温室气体浓度增加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，负的则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。
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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，显示太阳辐射在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，与现在观察到的实际温升情况相差甚远。

- {5 i* n" P* s$ K那么就需要在人类活动上面找原因了。工业化以来大气温室气体浓度增高所造成的辐射强迫增加达到了3W/m2，二氧化碳排放一项就达到了1.68W/m2。不过人类活动不仅仅增加温室气体排放，各种工业污染排放的颗粒物是有能力降低地表温度的。人类活动排放的气溶胶，加上炭黑，考虑的云的影响之后，贡献了-0.9W/m2的辐射强迫。综合下来，与1750年相比，2011年人类活动造成的辐射强迫达到2.29W/m2，这个数值在1970年以后增长迅速，甚至与2005年估算的数值相比，2011年估算的辐射强迫也增加了43%。与此同时，目前所观测到的气候变化的形式，表现出来的一些具体特征，也与人类活动对气候产生影响的形式和特征相符合。综合下来温室气体浓度变化导致1951-2010年期间平均气温增高0.5-1.3度，其他的人类影响则产生了-0.6到0.1度之间的变化，而自然导致的影响在-0.1至0.1度之间，人类活动对气候造成的影响超出了自然本身的影响。所以这次评估报告下结论说，人类活动对气候的影响已经很清晰，也有了95%以上的把握认为人类活动是造成气候变化的主要原因。
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IPCC第一工作组也对未来气候变化的趋势做出了预测。预估显示如果太阳辐射没有显著变化，没有大的火山喷发这些会显著影响气候的自然因素，与1986年到2005年的平均气温相比，2016到2035年的平均气温会高出0.3-0.7摄氏度，升温的趋势仍然会继续。
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" Q& Y  J& h) S8 T+ p更加远期的预估就会受到人类发展各种因素的影响，IPCC根据经济和政策的不同状况推出了四个未来情景来进行预估，这里面有大幅度减排，使得温室气体排放在21世纪中期达到顶点然后下降的RCP2.6情景，也有对温室气体完全没有控制的RCP8.5情景。不过无论什么样的情景，大气中的温室气体浓度在21世纪仍然会继续上升，气候变暖的大趋势也不会改变，只是程度不同。到本世纪末的2081-2100年，碳减排力度最大的RCP2.6模式也会导致相对1986-2005年平均的0.3-1.7摄氏度的温升，不进行减排的模式则会导致2.6-4.8摄氏度的温升，21世纪的全球变暖程度非常可能超过1.5度，比20世纪的温升幅度要高出不少。
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全球平均表面温度变化预估

% M/ \+ E' H3 o温升会导致极端气候发生的频率强度增加，北冰洋冰面继续萎缩，陆地冰川和冰盖继续消融，而海平面的上升速度也会加快。减排强度最大的预估情景中，到21世纪末，海平面也要比20世纪末升高0.26-0.55米，而对于没有减排的情景，海平面则会在21世纪升高0.45-0.82米。到那个时候，海岸线会与现在非常不同。
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全球平均海平面上升情况预估

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橡树村

李根 发表于 2013-10-3 03:45
不是说北冰洋夏季冰盖面积不减反增吗？南极冰盖面积也在增加

气候的年计变化非常大，高于平均变化，所以气候变化要看至少十年的平均，看的是大趋势，而不是某年的变化。

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李根 发表于 2013-10-3 05:17
- V! \8 a( D. g5 j9 B3 e. D你是对的，南极冰盖在增加，北极冰盖今年只是恢复性增长，尚未回到常年水平
- J* e8 j  @# }1 ~0 U0 P ...

1979年以来南极海冰面积平均以每十年1.2-1.8%的速度在增加，对应的面积是每十年增加13-20万平方公里。原因被归结于局域性的气候变化，一些区域的海冰面积在扩大，一些地方在缩小。
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不过海冰不是冰盖，冰盖这个词说的是陆地上的那层冰壳，一般专指格陵兰和南极大陆。
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这次评估成功检测到了冰盖质量的变化，观察到了两个冰盖质量的损失。

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山远空寒 发表于 2013-10-3 17:44
1 Q! D/ y& }* \! Z5 A感觉海洋可以调节气候，虽然冰川融化，气候变暖，但由于海平面升高，海洋面积增大，海洋相应的蒸发量也会增 ...

& u6 a5 T! j: Y6 b9 B* q( U目前程度的温升对国内整体特别是西部地区基础设施很少的地方是利大于弊的，继续增加一度温升对西部大约也还是好的，东部的洪涝灾害会增多，可能就不这么好了，不过综合权衡如何还不好说。
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  \$ F6 \' [6 x0 g  H  I; |+ }# o升高幅度继续增加就不好说了。新疆的径流主要依靠的是冰川融水，目前是冰川消融加快阶段，供水量增加。等到冰川消融完了，新疆的供水就会出大麻烦，那个时候就是弊大于利了。

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山远空寒 发表于 2013-10-3 18:00
* ^  ~$ t& i0 O" G  R哈哈，村长，说起新疆的水，我可算是内行呀！
) B; T% d4 O: c2 u, N/ y9 z
新疆的农业用水主要还是来自山区降水——渠道引水，冰川融 ...

3 A7 q! _( V. h. `2 \! i2 v这里有文章，

) S( g% D( H' L' E' xhttp://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11434-011-4720-8

; U0 R: I9 ]- @% R冰川融水贡献比你说的大不少。
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橡树村

山远空寒 发表于 2013-10-3 18:21
和我说的不矛盾啊！我记得新疆的冰川总量占全国的一半稍多好像，大约2万亿立方，他说某个冰川减少了五分 ...

闲聊么。

' L  |. V/ ~  ~" E6 F% ~我只能看文献，其他知道的很少。
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最近几年去了几次克拉玛依，那里很显然降雨增多，我去年七八月份起竟然最高气温只有28度，赶上下小雨。再加上前几年那个人工河工程，那里受益不浅。

不过也不是完全没有问题，比如克拉玛依城市根本没有排水，于是就涝了，所以市政就需要考虑街道排水问题。好在西部基础设施普遍少，比起所带来的好处，就绝对可以接受了。
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% @# ^1 R$ }7 z  w- Q长期的影响如何要复杂很多。气候变化不仅仅是简单的升温问题，要这么简单很多危害也就没了。温度升高后大气的环流情况有可能会变化，比如刚过去的这个冬天欧洲的奇怪气候，就是大气环流受到了影响。达到人类从来没有见过的温升幅度以后，大气环流究竟会是什么样子，还是一个研究并不很清楚的地方，所以仍然很难保证目前的好处肯定会持续。
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/ X- C) J: z( W: |) w, @0 O, a可靠的历史上中国这块地方大气环流就有过改变的，对降雨模式的影响非常大。

橡树村

山远空寒 发表于 2013-10-3 21:14
& s8 V! ]* E$ ?0 a没错，我看到的文献记载，2000多年前的汉朝，南疆盆地周边一圈儿小国，都是靠河水灌溉发展农业。当然，那 ...

洋流变化最大的危险在欧洲。

有一种可能，就是格陵兰的冰盖溶化后，淡水大量注入北大西洋，北大西洋径流有可能被切断，北大西洋暖流改变方向，欧洲立刻进入冰期。这也就是那几个气候变化题材的电影所讲述的那种情况。类似的事情的确发生过，后果很严重，所以欧洲人很关注这个问题。目前的研究结论是还没有观测到任何向这个方向发展的倾向。
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地球自然是有调节能力的。只不过这个调节能力不一定走向人类最希望的方向而已。

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山远空寒 发表于 2013-10-3 21:48
% z& m* d/ A  s- A哇！专家就是厉害！佩服！

原来洋流会如此严重的影响欧洲！那几百年前英国那次突然变冷也是洋流干的啦？ ...

! Z* e7 }" k6 H4 ]+ l我说的事件恢复起来可不会这么快。8200年前发生过一次大规模淡水进入北冰洋的事件，导致的气候变化花费了两百年的时间恢复。

俄罗斯原来对于气候变暖是持无所谓态度的，一个原因就是气候变暖后西伯利亚会出现大量农业区，俄罗斯是受益者，而且俄罗斯因为经济崩溃，本身已经提前实现了大规模碳减排。不过近些年越来越多的森林火灾也能算到全球变暖头上的，所以俄罗斯最近又开始积极了一些。而且西伯利亚冻土有大面积解冻现象，那么建设在冻土上的建筑物几乎都要重新考虑地基问题，这也是一个相当大的投资。

5 x2 Z$ u! }7 B* S% F/ e# O大规模的地貌变化，无论最终结果是好是坏，变化过程中的代价都是很大的，不这么好玩。

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木不铎 发表于 2013-10-3 23:53
3 v- @! f3 \0 X0 P. s3 T下图为俄罗斯的沃斯托克站根据所采集的南极冰核所得到的地球大气以及温度变化图，跨越年代为42万年（自上而 ...

: p, Z* L# ]" `; p' X2 e+ B现在处于间冰期。小冰期的说法一直有，说得是如果没有人类活动影响，那么现在应该比几百年前平均气温低。

详细报告里面何止有四十万年前去年的气温复原，几百万年来的气温复原都有。
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tanis 发表于 2013-10-4 02:02
二氧化碳浓度变化曲线为什么是那么均匀的锯齿？是测量手段的缘故么？

那个是季节波动。春天夏天植物生长旺盛的时候二氧化碳浓度会降低，秋冬二氧化碳浓度会增高。

( L  {5 e& m; D: \( T北半球因为陆地面积远大于南半球，所以波动非常明显。

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晨枫 发表于 2013-10-4 02:51
4 V+ s( l0 k; C& B季节是每年都有的，这个图上的波动周期怎么也得有个几十年、上百年吧？ ...

, ?, v3 m$ ~( T3 E: D; a7 a
二氧化碳浓度的准确测量才六十年的历史。

5 `9 U9 q1 l; P- |  y一个周期是一年。
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heinsect 发表于 2013-11-17 12:24
$ u1 [/ E; d' z" `6 Q5 m7 [有人反对IPCC的数据，说这也是个利益集团。IPCC的很多人是曾在GreenPeace、WWF任职，很多人出身于大化工企 ...

5 m. ]: s" T1 r( S" U1 ~4 G, _没有科学意义的指责而已。
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. i3 m* q& E1 I! j( N7 G' {+ j现在还对全球变暖本身持怀疑态度的不是智商有问题就是拿黑心钱的了。

) a- f  |% b5 K/ P$ t! ]反IPCC方的多数都不待见这种人了。