20世纪以来气候变化趋势

20世纪以来全球气候变化趋势

一、20世纪以来全球气候变化趋势

（一）气候变暖已成不争的事实

气候如何变化，最重要的证据就是直接温度观测。气温观测资料证明20世纪全球气候确实是变暖了。在过去的一个世纪里，全球表面温度已经上升了0.3摄氏度到0.6摄氏度，全球海平面上升了10～25厘米。全球政府间气候变化专业委员会(IPCC)组织全世界几百名著名专家撰写的科学评估报告指出：过去100年全球气候总的趋势是变暖，全球地面气温上升了0.3～0.6℃。许多专家预测，如果人类能源消费格局不发生根本变化，不采取有效措施控制温室气体的排放，全球气候将继续变暖。据IPCC(政府间气候变化委员会)最近预测，全球气候变暖将加速。由于使气候变冷的二氧化硫排放将减量，如对温室气体的排放不采取减少措施，预计到2010年，全球变暖温度可升高1.4～5.8℃，较1995年预测的1～3.5℃高出40%，海平面将明显上升，较严重的干旱将影响农业和供水，森林和珊瑚系统将遭受更严重的破坏，热带和亚热带谷物减产，干旱地区洪涝灾害和传染性疾病增加。不少国家的首脑对全球变暖十分关注，美国将重新修订清洁大气法。据UNEP(联合国环境规划署)预测，如不采取措施减少温室气体排放，全世界每年国民经济生产总值(GDP)损失将超过3000亿美元。

21世纪气候变化的频率和幅度可能将大大超过过去5000年中的变化，这种高频率的变化具有相当大的破坏性。如果各级政府不及时采取措施，其对人类的影响将是灾难性的。

另有其他证据表明气候确实变暖：

海洋温度: 据测量和估算，自1955年到1996年世界海洋的混合层有0.15℃的绝热增温。

大气温度:对流层及平流层低层的大气温度观测序列较短。探空资料显示对流层低层自1958年以来有0.1℃/10a增温趋势。而1979年以来的卫星微波探测则显示增温趋势为0.05℃/10a。但是，1976～1999年全球地表气温的增温趋势为0.19℃/10a，可见对流层低层气温上升幅度不如地表面温度大。而平流层温度则下降趋势明显，而且高度愈高温度下降幅度愈大。

钻孔温度:根据有关学者整理的616个钻孔温度剖面，200－1000m深的地下温度在20世纪上升了0.5℃。大约80%钻孔的温度是上升的。

陆地雪盖:1966年以来的北半球年平均雪盖面积有减少趋势。但是下降是不均匀的，在下降趋势上迭加有7～8a振荡。前期下降明显，上个世纪80年代以来约减少10%雪盖面积的减少主要出现在春、夏两季。这可能是气温上升的结果。雪盖面积与积雪区气温的相关系数达到-0.60。重建的雪盖序列表明最近10a春夏雪盖可能是20世纪的最低值。但是北美冬季的雪盖可能有增加的趋势，前苏联雪盖也有类似的变化。这可能反映由于气候变暖北半球中纬度冬季降水增加。

海冰:1973年以来卫星观测北极的海冰面积也有下降趋势。同时有5－6年的振荡。自1978年至今，北极海冰面积可能减少2.8%。

山岳冰川:冰川的前进后退是气候变化的良好指标。冰川所在高度较高，一般那里缺少气温观测。因此是研究气候变化的良好代用资料。但是无论冰碛石还是过去的绘画、照片大多只反映了某个时期的冰川状况。因此很少可能提供高时间分辨率的连续序列。不过对于研究气候变化趋势却是一个很好的指标。根据世界范围冰川资料，20世纪之前只有缓慢的后退，20世纪初后退加速，到20世纪末不少冰川后退了1－3km。冰川对气候变化的反映有10－70a的滞后，从冰川后退来判断，气候变暖的开始应不迟于19世纪中。但是实际温度观测说明变暖开始于19世纪末20世纪初，这是一个尚未解决的矛盾。值得指出的是，近20-30年热带的冰川后退迅速。有报告说近20年热带雪线上升约100m，大约相当温度上升

0.5℃。近150年记录表明，北半球湖泊和河流的结冰日期平均推迟了5.8天/100a，解冻日期提前6.5天/100a，因此无冰期增长。此外，挪威、新西兰的一些冰川有前进趋势，可能是气候变暖近海地区降水增加所致。

从以上所列举的6个方面证据来看，20世纪气候变暖已是一个无可争辩的事实。而且变暖在20世纪的最后20多年时间里是加速了。自19世纪末到20世纪末增温约0.6℃。其中有一半发生在最近的四分之一个世纪里。

（二）气候是否变暖尚有争议

有一个叫Singor的学者对气候变暖的观点提出挑战。他在1997年发表《热点与冷静的科学:全球变暖的未完争议》一文，并于1999年在EOS论坛上写了一篇文章《人类对气候变化的影响仍有疑问》，认为目前气候并没有变暖。这是因为：(l)他认为1880－1940年确实全球气温有所上升。但是这是在所谓"小冰期"(即公元1550－1850年或者更宽一些1450－1900年)长期持续寒冷之后的回暖。因此，属于自然气候变化，而非人类活动的影响；(2)无论根据什么人建立的全球平均气温序列，公元1940－1975年或者气温明显下降，或者在振荡中略有下降。然而，这段时间正是第二次世界大战及战后恢复时期，大气中CO2浓度迅速增加。显然这时期气温变化的特征与温室效应的加剧是背道而驰的。他认为这只能说明，至少在这段时期，还有其它因素在主导着气温的变化，比如太阳活动及火山活动可能是候选因子。但是，这种意见也需要进一步证实。其主要困难在于太阳活动造成的太阳常数变化太弱，11年周期的振幅只有0.1%。似乎很难用这种变化来解释巨大的年际及年代际变化。况且太阳常数究竟有多大的年代际变化还缺少直接证据。强的火山爆发确实会使地面气温下降。1991年皮纳图博火山爆发后，1992年、1993年欧亚大陆气温下降，这也影响到全球平均温度。火山爆发后平流层温度上升也是一个间接的证据。但是火山活动如何影响气温年代际变化既缺少观测事实的证据，也缺少模拟研究的证明。笼统地讲，认为1920'到1940'S半球及全球平均气温的上升可能与这段时期火山活动的沉寂有关似乎是可以接受的但是。这还需要严格的证明。(3)1979年以后从近地面气温来看确实有变暖趋势，上升速率约0.1℃/10a，然而无论是卫星观测还是探空气球观测均表明这段时期气温无明显上升趋势，而同时陆地表面的城市热岛效应明显。因此，很可能这段时间近地面气温的上升主要是热岛效应的结果。

综上所述，从Singor的观点来看:20世纪，特别是近20年气候是否变暖尚有争议。早期的变暖则可能是自然变化，因此对温室效应加剧造成全球气候变暖的论断基本持否定态度。（三）气候浑沌论

由于人类的人口将继续高速增长，按现在的增长率估算，40～50年后全球人口会翻

一番，这种人口压力将迫使人们在易受自然侵害的"脆弱"之地建立城镇;而为解决增加人口的就业和消费，政府将竭力提高经济产量，这样势必会加速温室效应，而同时也会产生更多的工业和生活废物，这些废物都会损害地球的生态系统。

当这一切都成为现实时，气候的改变就在所难免了，而且这种改变也不可能如现在人们所设想的一样，只是逐渐地变为另外的一种类型然后稳定下来。事实上最可能的改变就是气候将变得更为浑沌，现在很多气象学家和气候学家已认为气候系统是浑沌的，如果人们再继续干扰气候系统，它将变得更为浑沌。但究竟浑沌到哪种程度；是哪一种类型的浑沌；这种浑沌能持续多久，没人能够回答。根据浑沌理论，我们可以预期处于极端浑沌状态的气候系统会崩溃，或者转向另一种新类型－－这种类型是否适合于人类社会不得而知。

最近几年的气候灾难，显示了气候行为的这样一种可能：气候类型属"正常"，但气候灾害频频不断，而且突然而来，出人意料。也许因灾害造成的生命和财产损失会使我们狂热追求经济产量增长的头脑冷静下来，但同时也可能导致人们对"连续性"丧失信念，这必将阻碍政府梦寐以求的经济增长，甚至引发整个市场经济系统的崩溃。

另外还存在这样一种可能。今后会有一段时间(10年或20年)地球气候系统处于振荡式