第五部分 全球变化、土地利用和决策制定

第五部分全球变化、土地利用和决策制定
全球变化的概念不是新的：100 年来，地质学家研究了地球出现40 亿年来历史的演变。

但是由于人类活动的结果，地球及其大气圈的演变步伐已经加速。

如今社会很关心大气圈在几十年间出现的变化。

忧虑中最首要的是大气中二氧化碳的增加，它可能已经带来全球变暖和臭氧层削减，这可能影响我们的健康。

虽然不是所有的变化均有益，演变是我们环境的自然特征，而且明智的管理接受这个事实。

16章提出全球变化和地球系统科学的原理，它培养了较好的土地管理和决策制定。

17章中讨论应付大气污染和专门问题的途径。

一个引起争论的环境问题如今正决定着土地和资源的更为适宜的利用。

这个长期争论包含对未来几代人的责任以及土地拥有者的补偿人类事务。

在规划土地和资源利用前，必须发展可靠的评估土地的方法和一项合法的框架，从中做出完善的环境决策。

虽然环境法不是地质学的一个分支，应用地球科学家们的确需要了解有关判断系统和影响自然环境的法规及法律的理论。

18章中讨论地面景观评价的各方面如土地利用规划、场地选择、地面景观美学、环境影响和环境法规。

第16 章全球变化和地球系统
从空间看地球易于产生
我们的星球作为一个
系统的思想。

这里表示
的地球部分是由顶部的
地中海到底部的南极冰盖。

大的地块是非洲。

旋涡状
的云反映大气圈的动态性质。

（Lyndon B提供, 詹森空间
中心/美国航空暨太空总署）。

学习目的
常说生命中的唯一真事是死亡和纳税，而这里我们应加上变化。

所有人都对将影响我们的家庭、社会和世界的变化感兴趣。

可以历数许多- 从逐渐到加速，突然的、混乱的或惊人的。

某些变化将影响我们当地的、区域的或全球的环境。

某些变化将影响全部生命！有鉴于此，本章的学习目的是：
·了解地球系统科学及其两个主要目标
·了解地球系统科学和全球变化的主要研究前沿
·得到大气组成和地球的能量平衡的适当评论
·了解研究全球变化的工具
·讨论潜在的全球变暖的结果和它与大气圈二氧化碳的关系
·熟悉平流层（同温层）的臭氧层耗尽有关的基本问题
·了解何为酸雨，它如何产生，及其潜在影响和减缓
·准备讨论大气圈中微粒的作用，尤其是当它和全球气候有关时
16.1 全球变化和地球系统科学：综述
一个著名的地球科学家，Preston Cloud,有兴趣于地球上的生命史，人类对环境的影响和资源的利用，陈述了地球科学的两个中心目标是：
·理解地球如何运作以及如何从荒芜的岩石地面景观演变为今天的以生命为主的复杂景观
·应用这种理论管好我们的环境
Cloud的评论强调我们的行星是以复杂的进化史为特征的。

在大气圈、海洋、固体地壳和生物圈中的相互作用导致了一种复杂的发展和地面景观的多样化-大陆、海盆地、山脉、河流、湖泊、平原和斜坡-以及居住着广阔的生境种属的各种生命形式。

前面推出了地球是一个动态的演化体系的原理。

我们现在回到那个论题，为更好地理解全球变化，我们将讨论
·地球系统科学和全球变化的目标
·地球大气圈和能量的演算
·我们可能研究变化的工具
·大气二氧化碳和绿室效应的增长
·平流层臭氧的耗竭
·酸沉积
·大气层中的微粒
图16.1地球系统科学
的研究领域和首要问题
（来源：美国航空暨太
空总署，1990。

对行星
地球的一项任务。

）
直到近年来一般认为人类活动仅导致局部，或至多区域的环境变化。

现在则普遍认识到人类活动的后果对地球是如此的程度即我们已被包含在一个无计划的行星试验之中。

了解并修正已开始的变化，需要懂得整个地球如何作为系统运作的。

一门新兴学科，称为地球系统科学，通过学习系统各组成部分-大气圈、海洋、陆地和生物圈-如何在一个全球规模上连接并相互作用而影响地球上的生命。

图16.1 表示地球系统科学和全球变化的主要研究领域，包括固体地壳、大气化学、碳循环、水循环、热传导以及云和辐射。

在许多复杂的过程中，这些组分相互作用，伴随导致全球变化的物理、化学的、和生物的过程。

地球系统科学的主要目标是了解彼此相关联的各种组分如何发展了现有进程，并可期待将在对人类有意义的时间尺度上起作用和发展。

第一个目标是可能出现在下几十年到一个世纪的全球变化预测。

特别重要的是在人类诱发的变化和自然变化之间的区别和二者之间的相互作用。

可在人的生命期观察到的全球系统变化称为第一级变化，这些变化出现在历经100 年期间。

第二级变化是那些出现在跨越历史记录的时期中，某些区域为几千年。

第三级变化出现在经历几万年的时期中，例如相当一个冰期的时间。

较长的变化期，像四级或五级变化则相关于需要一个全冰期和主要冰川事件的时间，约在200 万到300 万的等级上。

第一级和第二级变化对人类最重要。

这些是时间域，跨越该时间域我们必须找到为之做计划和伴随潜在变化进行工作的途径。

达到地球系统科学的目标需要建立优先研究区。

这已被归纳为
·为认识我们的行星在不同时间尺度上的演化，建立全世界的量测站，以了解物理、化学和生物过程。

·全球变化的证明文件，特别是那些对人类利害相关的时间段。

·可能用于预测和预见未来全球变化的定量模型的开发。

·援助为在区域的（国家和国际的）和全球水平的决策制定的基本信息的收集。

16.2研究全球变化的工具
地质记录
沉积在洪积平原上或湖泊、沼泽、冰川或海洋中的沉积物可比作历史的页。

常伴随沉积物沉积的有机物质可由各种方法测定年龄以提供年代学参数。

另外，有机物本身可告知有关过去的气候，为何生活在这个地区，以及为何发生变化的故事。

海洋沉积海洋沉积的研究帮助描绘海水温度和出现在海洋盆地几百万年的生物和化学变化的历史。

从海洋沉积点滴收集的气候信息，依据大陆冰片的增减帮助建立了第四纪（最后165 万年）的气候变化。

河流沉积研究河流沉积物帮助描绘了过去的洪水事件并由此确定未来高量级的洪水频率。

研究河流洪水采用了碳-14 （放射性碳）方法。

C-14 或（14 C ）是一种已知的经历放射性衰变速率的不稳定同位素。

当有机物死亡时，它停止搜集碳亦即开始了原子钟的进程，我们可从与有机物同时埋葬的14 C 的比率确定洪水沉积的年龄。

此法可回溯到4,000-5,000 年前。

例如，它已被用于南加州的Pallett 河，那里2,000 年前的地震历史已由混合在洪水沉积物中并被史前地震所扰动的有机物质所确定。

湖泊和洪水平原沉积湖泊和洪水平原沉积物可告诉我们有关植物的变化。

一项近来的研究使用了洪水平原中的孢粉分析建立了过去12,500 年中爱荷华州东北部植物的变化。

该研究采用了大量14 C 测年以表明针枞（云杉）林存在于9,100 年以前，接着的是由5,300 年到3,500 年前的无森林大草原植被。

大草原植被在3,500 年前被橡树草原所代替，该植被一直存在到欧洲人定居。

这种信息形式在建立过去的区域甚至全球变化的气候条件中是非常重要的。

冰川冰地质记录的最有趣的应用之一是冰川冰的检验。

这种冰包含封闭的气泡。

它可能被分析而提供冰形成时有关大气的二氧化碳浓度的信息，这种封闭气泡在一个长的冰川冰心中是过去大气圈的时间囊。

此法已被用于分析16 万年前的空气中的CO2 含量。

冰川也包含像铅这样从大气中沉降（很细的铅粒被风吹起并搬运）的重金属的纪录，以及可用来研究近来地球历史的其它化学元素。

年轮年代学评估过去地球历史的另一方法是年轮年代学，它研究树木的环纹。

许多树木发育每个年度的生长环，因此计数和相关分析这些年轮可建立地区的历史。

每个环的宽度和其它信息可提供洞察场地的水文和气象条件。

例如，树环的仔细分析可揭示干旱和潮湿年的循环频率。

这种方法（用史前和化石树）已帮助建立了世界许多部位在过去12,000 年中气候的变化。

水水在海和陆地上的河、湖、及地下水系统中的运动的研究有助于了解陆和水系统之间连接的潜势。

例如，我们可能希望预测地下水在特殊含水层中的滞留时间；估计深海水丛极地到赤道的循环有多长；或者，基于地下水化学，在过去 2 万年中的平均年表面温度是多少。

回答这些问题需要使用环境的痕迹或指标的调查。

例如，一些放射性同位素或染料可被用于鉴定水的运动；人工化合物如氯氟碳（氟氯碳化物），被激烈地讨论有关全球变暖和臭氧耗竭，正被用于估计年青地下水的年龄；以及地下水中的溶解气可提供从中纬度到热带的有关古温度（史前温度）的信息。

实时检测
检测是为了特别的目的有规律的数据收集；实时检测是指当一个过程实际出现时收集这个数据。

例如，我们可以检测河水流动以估计水资源或洪水灾害。

在类似的方式中，大气气体样本可帮助建立大气圈组成的趋势或变化，海洋的温度组成的量测可用于检验那里的变化。

实时数据的收集对于检测模型和校正来源于地质数据的延伸的史前纪录是必要的。

检测方法广泛地依赖于量测的对象。

例如，森林砍伐的检测可通过估计由卫星收集的遥感数据或者装在飞机上的摄影机拍摄的高海拔航空摄影。

使用卫星信息的遥感在全球水准的监测上已特别有用。

无论如何，最可靠的数据是来自用地面测量建立的空中或卫星测量的有效性的监测。

某些最有趣的关于生态系统的变化的评估已从搜集有关物理的和生物的过程之间的相互作用的专门数据的长期研究中得到结果。

例如，美国东部的生态系统中的营养循环的长期研究已帮助建立了与人类在土地利用和收益有关的砍伐、收割和其它活动的管理原则。

数学模型
数学模型运用数字的意义表达真实世界的现象和所包含作用过程中的联系和相互作用。

这些模型已被发展以预测地表水和地下水的流动，河流系统的侵蚀与沉积，海洋循环和大气循环。

已得到最引人注意的全球变化的模型是全球循环模型（GCM）。

这些模型的目标是预测全球尺度的大气变化（循环）。

模型使用的变量包括其它变量中的温度、相对湿度和风的条件。

许多变量是在代表着如前面讨论的树的年轮记录的基础上为过去做估计的。

计算中采用的数据被列入代表几个经纬度的大单元中（图16.2）；典型的单元代表一个区，尺度约为俄勒冈和俄亥俄加在一起。

另外，通常有6-20个水平面上的垂直数据代表较低的大气层。

包含代表质量和动量守恒方程的计算则被用来做预测。

全球循环模型是复杂的并需要超级计算机运算。

不幸，结果是相当粗的而且不能准确地代表未来条件。

模型部分的不精确是由于用来计算变量诸如跨越很大区域的温度、相对湿度和风的条件的方法可能有不实际的假定。

再有，另一些变量如云层覆盖是难于估计的。

全球循环模型必须被视为第一途径去解决很复杂的问题。

尽管有限制，它们提供地球作为一个系统所需的信息，并指出需要何种附加数据去发展较好的未来模型。

如果某些变化在大气圈出现，该模型的确可预测哪些地区可能较潮湿或较干燥，而且这些预测正被认真对待。

图16.2用于全球循环模型
中的单元的理想图解
16.3 地球的大气圈和能量平衡
全球变化的研究是对一个非常大的范围，大气圈的变化和大气圈与岩石圈、水圈和生物圈之间的研究。

因此，适当地熟悉地球的能量平衡和太阳能辐射在了解全球过程和有关大气圈的环境问题如绿室效应和臭氧耗尽是必要的。

图16.3表示较早的前
寒武纪（约30亿年前）
选择的全球作用的
理想图解。

大气圈
我们的大气圈可被想象为一个复杂的化工厂，许多很少了解的反应出现在其中。

许多反应的出现是由阳光和由生命产生的混合物所强烈影响。

我们呼吸的空气是氮，N2 (78%);氧，O2 (21%);氩，Ar (0.9%);二氧化碳，CO2 (0.03%);其它痕量元素（﹤0.07%）；和甲烷、臭氧、一氧化碳、氮和硫的氧化物、硫化氢、碳氢化合物和各种离子的复合物所混合的。

大气组成的最可变的部分是水蒸汽（H2O）; 它在对流层（下部10 km的大气层）总体积约为0-4%的范围内变化。

地球历史的研究提出从地球形成到现在大气圈一直在变化。

图16.3表示一个理想的地球及其大气圈的断面作为它在30亿年前的前寒武纪早期时的模式。

火山喷发气体产生水和二氧化碳，而在上大气层中水和分子氧（O2）的光离作用产生臭氧（O3）层。

但在那时，地球的大气层仅包含很少的自由分子氧（O2）。

我们的富氧大气层的发展是等了大约10亿年，直到植物普遍的光合作用时期。

太阳辐射和地球的能量平衡
在行星的尺度上，地球可被考虑为较大的太阳能量系统的一部分。

地球从太阳接受能量，而这种能量在被反射回空间之前影响大气层、海洋、陆地和生物。

地球的能量平衡涉及到输入和输出能量之间的均衡，它包含能量形式的变化。

虽然地球仅截取太阳发射的全部能量的很少一点，所拦截的能量维持着地球的生命。

它也在或接近地表处驱动许多作用过程，包括水循环、海浪和全球范围的空气循环。

图16.4表示地球的能量预算的一些重要的成分。

如图所看到的，几乎所有可用于地球表面的能量来自太阳。

产生于本行星内部的地热仅是地球能量预算的很小一部分，然而正是这种内部热量驱动巨大的全球构造循环并移动岩石圈的构造板块，产生地震和构造火山。

电磁能自太阳放射的能量是以电磁能的形式，或电磁辐射，它以大约30万km/sec的速度（光速）在真空的空间传播。

不同的辐射形式由波长区别，所有可能波长的集合形成一个连续的域即电磁波谱（图16.5）。

较长的波长（﹥1m）包括无线电波，最短波是χ-射线和γ-射线。

对肉眼有反应的电磁辐射已知为可见电磁波或光，仅为全波谱的很小部分。

其它形式的电磁辐射具有环境重要性的包括微波和紫外线（UV）辐射（有时叫紫外光，虽然它不能被人类看到），微波有工业用途，而UV辐射在臭氧耗尽中扮演重要角色。

透射、反射和吸收当电磁辐射遇到一种材料时，她可能被透射（穿过）、反射（反弹）或吸收。

这些过程之一的出现可能有重要的后果。

来自太阳的多数可见光穿过大气层而不被吸收，虽然其中一些被云层反射回到空间。

但是，由较高大气层的臭氧（O3）吸收一部分入射的紫外线保护行星表面的生命。

透射、反射和吸收同时出现是常事。

例如考虑一个现代家庭中的光线。

如果你注意外来的光线，你可能看到光的闪耀，表明某些入射的太阳辐射被反射。

如果你触摸玻璃窗或许感到温暖，只是一些能量被吸收。

如果你在室内透过玻璃看天空，你可能推断出一些太阳辐射已经被透射进入你的眼睛。

如果你在光下感到温暖你知道室内的空气吸收了一些透过玻璃的辐射。

图16.4每年从太阳到地球的能量流。

也表示从地球内部到近地表环境的相对小的热元素。

热能在天空光线的例中，玻璃和空气感到温暖是因吸收的电磁能量被转换成热辐射，它是振动分子的动能（热能紧密相关于热，为讨论的目的可认为与热辐射相同）。

当一个物体吸收电磁辐射时，它的分子振动增加，物体变暖。

振动的分子发射一些吸收的热量以电磁辐射回到四周，但是被吸收的辐射有较长的波长。

简短的说，这种再发射的能量主要是红外辐射的形式，它是肉眼看不见的。

温度对辐射和吸收的效应物体-太阳、地球、湖泊、岩石-越热，其散射的电磁能越多。

事实上，每秒辐射的能量随物体表面温度而变；如果表面温度加倍，发射能量增加16倍。

这解释了为什么太阳，其表面温度5,800℃，发射比地球，其表面温度15℃，大得多的单位面积能。

一个物体的温度也反映了其散发辐射的类型，如图16.6所示。

物体越热，散发能量越快，占优势的辐射波长越短。

这解释了太阳的辐射能主要为短波的事实，相反地球的辐射有相对长的波长。

地球表面，它包括植被、云、水、岩石、植物和动物，是如此的凉以致发射的能量主要在波谱的红外部分。

吸收同样受表面温度影响。

地球表面的冷物体可能吸收大量输入的太阳能而暖起来。

不过，因它温暖，它将更快地发射能量。

随着能量的持续输入，物体将最终达到以相同速率吸收和发射能量的温度。

地球从太阳接受大约550万焦耳并发射等量能回到空间（图16.4）。

图16.5 电磁波谱
反射物体的颜色也影响其吸收和放射能量的能力。

暗的或黑色的表面容易吸收和放射电磁能。

另一方面，白色表面倾向于放射电磁能而不吸收它。

冰反射80-90%落于其上的太阳能，干草地30-49%，针叶林5-15%。

表面含有一定量的岩石和其它暗色物质的冰较纯冰的反射弱得多。

因为暗色物吸收多量入射能。

结果暗色物暖起来，传热量给冰而部分融化。

这解释了为甚么较暗的冰川冰地形上低于邻近的白色冰。

反照率是一种对表面反射能力的量测，表达为入射光被反射的比率。

已有的估计为，在给定的现今大气条件下，被地球反射的阳光量中1%的变化或将导致表面温度大约1.7℃的变化。

因此，地球表面温度对反照率的变化是很敏感的。

太阳能的吸收和反射中的实际变化是由于一些因素如云的覆盖，地球表面的冰量，植被类型和水的存在。

16.4 大气层的CO2和全球变暖
绿室效应
地球的温度主要取决于三种因素，以高度理想形式示于图16.7。

地球接受的阳光量，地球反
射（因此不吸收）阳光的量，和大气保留的辐射热。

吸收的太阳能温暖着地球的大气和表面，以红外辐射放射能量。

水蒸汽和其它几种大气中的气体，包括CO2、CH4、和CFCs趋于捕获热，那就是说，它们从地球表面吸收一些能量并因而变暖。

为此，如果所有的辐射逸散到空间而没有这种中间的吸收和变暖，这个星球比它将呈现的状态要暖得多。

这种效应多少类似于绿室封闭的热（虽然绿室中热的保留多半由于空气循环而减少冷却，仅伴随少量封闭红外辐射的原因）。

由大气层的热圈闭一般称为绿室效应（图16.7）。

图16.6 比较来自太阳
和地球的能量弥散的
理想图。

注意太阳弥
散波长较短而自地球
的弥散波长较长。

图16.7 绿室效应示意图。

入射的可见太阳辐射被地球表面吸收并以电磁波谱的红外区再弥散。

再弥散的红外辐射多被大气层吸收，维持绿室效应。

（M. S. Manalis.与E. A. Keller, 1990）
了解这一点很重要即绿室效应是一种自然现象，它已经在地球上和太阳系其它行星上出现了几百年了。

若不是它在大气层中捕获热能，地球大概比现在要冷33℃，所有地表水都将冻结。

自然的“绿室变暖”多半由于大气中的水蒸汽。

不过，由人类活动引起的潜在的全球变暖是与CO2、CH4、N2O和CFCs有关。

近年来，这些气体和其它气体的大气浓度已经因人类活动而增加。

这些气体从地球吸收红外辐射，而且已经假定的事实是这个星球由于“绿室效应”的量值的增加可能变暖。

主要的绿室气体按照它们对人类引发“绿室效应”的比例的贡献示于表16.1。

表16.1 几种气体对人类诱发的绿室效应的增长率及相对贡献
增长率（每年的%）相对贡献（%）
CO20.5 60
CH4﹤1 15
N2O 0.2 5
O3* 0.5 8
CFC-11 4 4
CFC-12 4 8
* 在对流层中
资料来源：数据来自H. Rodhe, 1990. 各种气体对绿室效应的贡献的比较。

科学(Science) 248，1218，表2。

版权由AAAS,1990所有。

绿室气体变化
二氧化碳由表16.1可见，人类导致的绿室效应的60%归因于CO2 。

在南极冰片的气泡中封闭的CO2的量测提示在过去的16万年中，大气的CO2浓度已从接近200ppm升到大约300ppm。

最高水平记录出现在约125,000年和现代的间冰期中，约130年前，在工业革命之始，大气CO2浓度约为280ppm，这个水平曾经恒定在至少前700年中。

约自1860年，大气层中CO2浓度已呈指数增长。

自大约1500-1990年的变化示于图16.8.。

20世纪中叶前的数据是由封闭在冰川中的气泡量测得来。

今天大气中CO2浓度是近于350ppm,并预测到2050年将达到至少450ppm,相当于工业化前水平的1.5倍多。

自工业革命开始，从燃烧燃料的碳发散的增长率已是每年约4.3%。

在给定条件下，或将假定从那时起大气中CO2的增加全部是由于人类诱发作如燃烧化石燃料和砍伐森林。

不幸的是，证明这个关系一直是困难的。

全球碳的循环是很复杂的，从各种不同的自然来源的碳的键合和流动以及沉降所知不多。

假如由人类活动产生的CO2留在大气层里，其浓度应比今天的浓度更高。

因此必定有些CO2沉落在海里或陆上，而这些尚未很好的了解。

尽管如此，清楚的是
图16.8 大气的二氧
化碳的平均浓度，
1500-1995。

大气中CO2浓度自工业革命以来在明显地增加，这种增长可能通过绿室效应对全球变暖做出贡献。

甲烷甲烷被认为对人类诱发的绿室效应贡献15%。

但是，关于大气中甲烷的来源和沉降有争论，而且在这个领域需要做更多的工作。

尽管有不确定性，已相当清楚的是人类诱发的甲烷气体与生物体的埋葬和分解（例如填埋），煤和天然气的生产以及农业实施如种大米和增加牛羊有关。

与大米生产有关的甲烷是一致于洪水泛滥地带的厌氧微生物活动。

来自牛羊的甲烷是动物的消化过程和气体排出的结果。

氯氟碳CFCs 人类诱发绿室效应的12%可能与大气中的CFCs有关。

这些化合物已经并仍然被用在制冷单元如氟里昂(Freon)和喷雾器中的火箭燃料中，大气的CFCs浓度正比CO2浓度更快的增加。

因为CFCs是高度稳定的化合物，在大气中的驻留时间长。

CFCs的增长率约为每年5%，即使这些化学物质的生产和发散被大幅度削减或全部消除，已升高的温度将伴随我们许多年，特别在平流层（同温层）那里已有的CFCs大约产生于20-30年前。

氧化氮氧化氮N2O浓度也正在大气层中增加并可能贡献于人类诱发的绿室效应的5%。

多数人类产生的氧化氮来自农业肥料的应用，另外的贡献者是矿物燃料的燃烧。

削减矿物燃料的燃烧和减少用肥可能降低氧化氮的发散进入大气层。

不过，氧化氮有长的滞留期，因此如果发散率是稳定的，气体的上升浓度可能至少持续几十年。

全球温度变化：变暖趋势的证据
更新世冰期始于大约200万年前，自那时起，地球的年平均温度已有许多变化。

图16.9表示几种时间尺度上过去百万年的变化。

顶部尺度表示整个百万年，在这个时期中曾经有主要的气候变化包括平均温度摆动在几摄氏度。

低温期相当于冰川事件，高温期相当于间冰期事件。

表示15万年和3万年中的变化的两种尺度分别为间冰期和冰期事件变得更加突出。

在1500年变化的尺度中，可看到影响人类的几次暖和冷的趋向。

例如，从公元800-1200年的一个主要的暖趋势可允许Vikings殖民到冰岛、格陵兰、和北美北部。

约在公元1400年当冰川作小的推进时，正值小的寒冷期即所谓小冰期，北美和格陵兰的部分Vikings聚落被废弃。

约自1750年，一个明显的暖趋势延续到大约1940年。

当温度轻微地变凉时，在表示80年中的温度变化的时间尺度中（图16.9）有较多的明显变化。

而且1940年代的事件是比较清楚的。

从1905-1985年的记录（图16.9中大部分底部尺度）的证据是全球年平均温度可能增加了大约0.5℃。

在邻接美国地区的平均日温度自1900年起升高了大约0.3℃。

多数的增加在过去30年里。

美国的趋势与世界其它地方的估计是整体一致的。

全球大气温度升高的趋势是支持全球变暖的证据，但不是最终的证明。

同样，一个短期的特殊温暖年代系列或明显的南极冰的融化或破裂的增加也不是最终的。

不过，这些证据是一致于全球变暖并是思考的源。

由于碳循环和绿室效应的复杂性，未来的全球变暖趋势保留不确定性。

复杂性的一个主要来源是变化的可能的正和负反馈机制-例如和大气层中云的作用有关的机制-影响生物圈对变化的反应。

由于我们不知道更多有关这些机制，我们的计算机模拟没有足够能力按我们所希望的去预测未来气候变化。

图16.10表示由计算机模拟得出的预测全球变暖的潜在范围。

该模型做了相当可靠地预测即在几年中将出现变暖，并可能加速。

因此，我们需要仔细检验这种变暖的后果。