季风-气候变化课件.ppt

1、 大气科学学院名词解释Enso 气候学 水循环 季风气候系统5个子系统 太阳辐射 东亚夏季风系统的成员为什么说气候系统的提出被称为是20世纪气候学的革命。简述气候变化的概念和一些证据如果如果你是中国政府的代表，如何和其他联合国成员国来进行气候变化的谈判?一、季风的定义（一、季风的定义（monsoon）阿拉伯语阿拉伯语“mausim”的意思是“季节”的意思 宽松的定义为：风向的季节性变化叫做季风 最早的季风定义是（Halley）：认为季风是海陆的热力直接环流 Monsoon is a climatological feature covering roughly half the tropics

2、(1/4 of the global surface)Strictly,a system where the winds and precipitation reverses(summer rain,winter dry)Sufficiently reproducible to host the most successful agricultural system(5000 years of success)Host 65%of the worlds population Small changes in year-to-year climate can be catastrophic 这里

3、面是否隐藏有什么的玄机？这里面是否隐藏有什么的玄机？气温气温近近20002000年来，至少有年来，至少有4 4个明显的暖期个明显的暖期:(1):(1)公元公元1-2001-200年年;(2)(2)公元公元570570-780780年年;(3);(3)公元公元930930-13201320年年;(4);(4)公元公元19201920年至今年至今(1)(2)(3)(4)汉汉隋唐隋唐后唐后唐 元元（中国气候与环境演变，2005）豪格在论文中写道：“公元751年唐朝开始衰落。造成盛唐衰败的是长期干旱和夏日极其少雨的气象原因。”“根据由中国雷州半岛湖光岩玛尔湖的沉积物分析得出的冬季风代用古气候资料，可认

4、为，在短时间尺度的变化上，冬季风强度和夏季风强度之间存在着一种反相关的关系。在过去15000年里，有3个时期的冬季季风很强，而夏季季风很弱。前两个时期是在冰河纪，而后一个时期大约在公元700900年间。唐朝自公元618年至公元907年延续近300年。由公元700900年间冬季风的加强而推知此时中国夏季降雨量的减少，连年干旱造成谷物欠收，激起农民起义，和公元751年唐朝军队与阿拉伯大军激战于中亚重镇怛逻斯，唐军大败后退。这两个原因导致了唐朝(公元618906年)的衰落，最终于公元907年灭亡。”元朝和明朝的衰落更替也与季风降水的大幅度减少密切相关。无独有偶，有人提出：季风变化是无独有偶，有人提出

5、：季风变化是朝代更替的关键因素朝代更替的关键因素 石笋石笋兰州大学一教授兰州大学一教授 明朝灭亡于一场天灾，即小冰河期，自明朝灭亡于一场天灾，即小冰河期，自1580年起长达七十余年，这是全球性的灾年起长达七十余年，这是全球性的灾害，是因为太阳黑子突然消失了害，是因为太阳黑子突然消失了70多年，多年，整个北方气候寒冷，是人类一万年以来最整个北方气候寒冷，是人类一万年以来最冷的，它造成的是北方长期干旱，灾害不冷的，它造成的是北方长期干旱，灾害不断，游牧民族、渔猎部族入寇频繁，军镇断，游牧民族、渔猎部族入寇频繁，军镇屯田收入锐减增加朝廷负担，而明朝的税屯田收入锐减增加朝廷负担，而明朝的税赋又集中于农

6、业，减少比较大，又因边患赋又集中于农业，减少比较大，又因边患和北方九大军镇的消耗也很大，最终亡于和北方九大军镇的消耗也很大，最终亡于瘟疫和财政破产。瘟疫和财政破产。天气因素天气因素 压倒骆驼的最后稻草压倒骆驼的最后稻草二、全球季风的分布二、全球季风的分布 西太平洋、南亚、东亚、非洲和澳西太平洋、南亚、东亚、非洲和澳大利亚北部，都是季风活动明显的大利亚北部，都是季风活动明显的地区，尤以印度季风和东亚季风最地区，尤以印度季风和东亚季风最为显著。为显著。中美洲的太平洋沿岸也有小范围季中美洲的太平洋沿岸也有小范围季风区，而欧洲和北美洲则没有明显风区，而欧洲和北美洲则没有明显的季风区，只出现一些季风的趋

7、势的季风区，只出现一些季风的趋势和季风现象。和季风现象。三、亚洲夏季风三、亚洲夏季风 图图3.113.11与华北冷锋有关的垂直环流图。（与华北冷锋有关的垂直环流图。（a a）与）与强对流天气有关；（强对流天气有关；（b b）与强暴雨有关。）与强暴雨有关。四、亚洲冬季风四、亚洲冬季风 亚洲冬季风起源于西伯利亚高压。当高压离开源地向南爆发时在其东侧和南侧可产生很强的北风和东北风，这就是冬季风。这种强北风和东北风的产生很大程度上与非地转运动有关。当东北季风向南流向南海及印尼一带时，可形成冷涌，最后流入到赤道区的赤道槽内，加强那里的对流和降水。图9.1（a）1971-2000冬季平均850hPa平均风

8、场；（b）5个冬季（19801984年12月2月）850hPa经向风为北风时的出现频率 西伯利亚高压的向南移动与寒潮爆发密切有关，而后者与大尺度环流形势或长波的发展有关。图9.2给出了西伯利亚高压的路径。可以看到有三条主要的路径。第一条时西北路径，最常出现，占所有西伯利亚高压路径（19801984年5个冬天）的64左右；第二条路径是西方路径，高压主要在50N以南从西向东移动，即高压进入新疆，再东移到蒙古西部，最后达到华东。这种路径的反气旋占27左右。有一小部分高压（约10）沿第三条路径移动，它们主要影响东北、朝鲜和日本海。图9.2 19801984年5个冬季（12月2月）侵入中国的西伯利亚高压

9、路径。左下角是西伯利亚高压路径的概略图 2009年的北方的第一场雪，比以往来年的北方的第一场雪，比以往来的更早一些的更早一些一、全球气候变化 气候变化是指一个特定地点、区域或全球的长时间的气候改变，是以某些与平均天气状况有关的特征的变化来度量的。强调：气候变化包括空间尺度和时间尺度两方面的含义 其中以长时间的变化区别于天气的变化第一次大冰期间冰期第二次大冰期间冰期第三次大冰期6亿年前距今2.3亿年前距今二、三百万年前元古代震旦纪古生代石炭二叠纪大冰期第四纪大冰期1地质时期的气候变化 读右图，完成：1.在图中标出几次大冰期，并大体估算其时间。2.恐龙繁盛时期大约在哪个年代的哪个纪？当时的气候有何

10、特点？3.归纳地质时期气候的特点。气候温暖、降水偏少气候温暖、降水偏少波动变化，冷暖干湿交波动变化，冷暖干湿交替，变化周期长短不一替，变化周期长短不一侏罗纪时期侏罗纪时期 二、历史时期的气候变化第三节第三节 气候变化的因素气候变化的因素 气候的形成和变化受多种因子的影响和制约，下图表示各因子之间的主要关系，图中C.D是气候系统的两个主要组成部分，A、B、F则是外界因子。一、太阳辐射的变化 太阳辐射是气候形成的最主要因素。气候的变迁与到达地表的辐射能的变化关系至为密切。引起太阳辐射能变化的条件是多方面的。(一)地球轨道因素的改变 地球在自己的公转轨道上，接受太阳辐射能。而地球公转轨道的三个因素：

11、地球轨道的偏心率、地轴的倾斜度和春分点的位置等都是以一定的周期在变动着的，这就导致地球上所受到的太阳天文辐射发生变动，引起气候变迁。1.地球轨道偏心率的变化：由天文辐射原理可知：到达地球表面单位面积上的天文辐射强度是与日地距离(b)的平方成反比的，地球绕太阳公转轨道是一个椭圆形，现在这个椭圆形的偏心率(e)约为0.016。目前北半球冬季位于近日点附近，因此北半球冬半年比较短(从秋分至春分，比夏半年短7.5日)。但偏心率是在0.00-0.06之间变动的，其周期约为96000年，以目前情况而论地球在近日点时所获得的天文辐射量(不考虑其他条件的影响)较现在远日点的辐射量约大115。当偏心率e值为极大

12、时，则此差异就成为13；如果冬季在远日点，夏季在近日点，则冬季长而冷，夏季热而短，使一年之内冷热差异非常大。这种变化情况南北半球是相反的。2.地轴倾斜度的变化：地轴的倾斜是产生四季的原因。由于地球轨道平面在空间有变动，所以地轴对于这个平面的倾斜度(f)也在变动。现在地轴倾斜度是23.44，最大时可达24.24，最小日寸为22.1，变动周期约40000年。这个变动使得夏季太阳直射达到的极限纬度(北回归线)和冬季极夜达到的极限纬度(北极圈)发生变动如下图所示。根据米兰科维奇（Milankovitch）循环理论，近几百万年由于地球轨道参数的变化（进动，地轴倾斜和地球轨道椭圆性变化），气候具有周期为1

13、0万年左右的冰期间冰期循环。这种自然的轨道强迫可在几千年时间尺度上影响关键的气候系统，如全球季风，全球海洋环流，大气的温室气体含量等，我们目前处于末次间冰期，但其向冰期演变的冷却趋势不会减缓现代的全球变暖。至少在30000年之内地球不会自然的进入下一个冰河期。驱动冰河期循环的地球轨道参数变化示意图3.春分点的移动：春分点沿黄道向西缓慢移动，大纣每21000年，春分点绕地球轨道一周。春分点位置变动的结果，引起四季开始时间的移动和近日点与远日点的变化。地球近日点所在季节的变化，每70年推迟一天。大约在一万年前，北半球在冬季是处于远日点的位置(现在是近日点)，那时北半球冬季比现在要更冷，南半球则相反

14、。(二)大气透明度的变化 到达地表的太阳辐射的强弱，要受大气透明度的影响。火山活动对大气透明度的影响最大，火山爆发喷出的灰尘能强烈地反射和散射太阳辐射，而对地面发出的长波辐射没有显著影响。据计算，火山尘埃散射太阳辐射的能力比散射地面长波辐射大30倍，尘埃反射太阳辐射的作用比大气分子强得多。此外，太阳黑子活动具有一定的周期性，例如太阳黑子11年周期称为太阳活动周。二、宇宙二地球物理因子的影响 宇宙因子指的是月球和太阳的引潮力以及太阳活动；地球物理因子指的是地球重力空间变化，地球转动瞬时极的运动和地球自转速度的变化，这些宇宙一地球物理因子的时间或空间变化，引起地球上变形力的产生，从而导致地球上海洋

15、和大气的变形，并进而影响气候发生变化。三、下垫面地理条件的变化 在整个地质时期中，下垫面的地理条件发生了多次变化，对气候变化产生了深刻的影响。其中以海陆分布和地形的变化对气候变迁影响最大。(一)海陆分布的变化 (二)地形变化-“沧海桑田”在地球史上地形的变化是十分显著的。高大的喜马拉雅山脉，有“世界屋脊”之称。四、大气环流和洋流的变化 大气环流形势的变化是导致气候变化和产生异常气候的一个重要因素。举例：厄尔尼诺现象就是一个典型的例证。厄尔尼诺一词来源于西班牙文“Elnino”，原意是“圣子”，最初用来表示每年圣诞节前后，沿厄瓜多尔海岸出现一支微弱且向南移动的暖海流。后来科学上用此词表示在南美秘

16、鲁和厄瓜多尔附近尺度为几千公里的东赤道太平在南美秘鲁和厄瓜多尔附近尺度为几千公里的东赤道太平洋上海面温度的异常增暖现象，洋上海面温度的异常增暖现象，它的起始机制，目前还不很清楚。根据已有的研究，可以认为：当南半球东南信风盛行时，在南美秘鲁、厄瓜多尔沿岸为冷洋流(见图6-33)，在离岸风的作用，使沿岸一带冷水上翻，沿岸水温特别低，洋面的东西坡度增大，赤道逆流的强度减弱。南美秘鲁、厄瓜多尔沿岸受冷洋流影响处于瓦克环流的下沉区，空气层结稳定，降水稀少，气候干燥；而南太平洋西岸及同纬度的澳大利亚东岸为向风海岸，又有暖洋流经过，所以这儿的气候是，暖湿多雨的。可是每隔4-7年，东南信风会出现减弱现象，甚至

17、会转变为西风，这时南半球太平洋东岸的冷水上翻现象消失，赤道逆流增强，且在较大的洋面东西坡度的作用下，有更多的暖水输送到东太平洋。秘鲁、厄瓜多尔沿岸有冷洋流转变为暖洋流，海水温度出现正距平，空气层结变不稳定，从而造成深厚对流，降水量大增，由原来的干旱气候突然转变为多雨的气候，并出现洪涝灾害，从而削弱瓦克环流东部的下沉运动，焚进而消弱西部的上升运动，使印度尼西亚，新几内亚和澳大利亚的北部雨量减少，甚至出现旱象，这就是厄尼诺现象。第四节第四节 人类活动对气候的影响人类活动对气候的影响 人类主要是通过对下垫面性质的改变来影响气候的；其次是由于人类活动改变了一部分大气的组成成分，增加了空气中的微尘、杂质

18、和二氧化碳等的含量，影响了大气对辐射能的收支，改变了辐射差额和热量平衡，导致气候发生变化；再次，由于人类的生活和生产活动，大量消耗能源，产生愈来愈多的“人为热”进入大气，导致气候变化 一、改变下垫面性质引起的气候变化 a.植林与伐林 b.讨论：试述森林地区有独具特色的森林气候特点。二、城市气候 热岛效应、热岛环流 一、什么是人类活动？二、人类活动影响全球气候变化的证据三、自然的气候变化起什么作用？四、极端天气和气候事件发生频率是否会增加？强度是否会加剧？五、在未来100年中，全球变暖是否会导致气候突变，带来灾难性影响？六、为什么西方科学家提出未来2的增温是全球气候变化的一个阈值？人类活动对气候

19、变化的作用主要表现为四个方面：（1）化石燃料燃烧排放的CO2等温室气体通过温室效应影响气候，这是人类活动造成气候变暖的主要驱动力；（2）农业和工业活动排放的CH4，CO2，N2O，PFC，HFC，SF6等温室气体也通过温室效应增强气候变暖；（3）土地利用变化导致的温室气体源/汇变化和地表反照率变化进一步影响气候变化，这包括森林砍伐，城市化，植被改变和破坏等；（4）环境污染中排放的气溶胶，尤其是硫化物与黑碳气溶胶等引起的气候变化。它们的主要作用是使地面变冷。实际上人类产生的气溶胶最主要的排放源也是化石燃料的燃烧。在这个过程中，排放出的污染物有CO，VOCS，黑碳气溶胶或烟尘，氮氧化合物，SO2等

20、，以及诸如O3和颗粒物（PM）等二次污染物。因而温室气体引起的气候变暖和空气污染实际上是由同一排放源造成。但由于它们的生命期，空间影响尺度以及物理化学过程不同，这两个问题往往分别处理，但近年来开始研究以耦合的方式来共同应对气候变暖与空气污染问题。应该指出，在地球的气候长期演变过程中，温室气体（导致变暖）和气溶胶（导致变冷）始终是两个主要的影响因子，只不过在气候变化的早期或地质年代，这两种因子是自然起源的，而不是人类起源的。辐射强迫（Radiative Forcing,RF）引起气候变化某一因子影响程度的一种度量（w/m2），表征当这一因子由于某种原因发生改变时，它在多大程度上能够影响地球大气系

21、统的能量平衡。采用“辐射”一词是因为这些因子改变地球大气内射入太阳辐射和射出红外辐射之间的平衡。这种辐射平衡控制着地球的地面温度。采用“强迫”一词是为指出，地球的辐射平衡被迫离开它的正常状态。RF定量表示为大气顶测到的全球单位面积的能量变化率。如RF是正，地气系统的能量将最终增加，导致地气系统变暖，反之变冷。计算每一种因子的RF是一个复杂的科学问题。各种影响全球气候变化物质引起的全球平均辐射强迫值（RF）（2005年，相对于1750年）（a）及其90%信度水平的发生概率分布（b）。LOSU是科学认识水平，火山气溶胶未包括。（IPCC,2007）在认识人类对近百年气候变化的重要作用中，政府间气候

22、变化专门委员会IPCC起了关键性作用。从1990年至今17年中，IPCC主要通过四次评估报告不断加深对人类活动引起近百年气候变化的认识。这是通过提供三个方面的证据实现的：（1）温室气体自工业化时代以来（1750年）以后迅速的增加；（2）近百年地标和对流层温度以及海洋温度明显增加的观测事实；（3）根据气候模式进行的对过去100年气候变化的模拟。它证明，近百年气候变暖由自然的气候波动和人类活动共同造成，但最近50年大部分气候变化主要由人类活动造成。(IPCC AR4,2007)2005年二氧化碳浓度远超过近65万年以来的自然变化（180-330ppm），其在近十年的增长速率为每年1.9ppm，高于

23、有连续直接观测以来的平均每年1.4ppm。2005年甲烷浓度远超过近65万年以来的自然变化（320-790ppb），自20世纪90年代以来，其增长速率已下降。2005年氧化亚氮浓度为319ppb，远高于工业化前的约270ppb，其增长速率自1980年以来已大致稳定。证据一证据一浓度浓度COCO2 2(ppmv(ppmv)温度距平温度距平()年距今年距今人类活人类活动扰动动扰动目前的目前的COCO2 2浓度是浓度是4242万年来的最大值。万年来的最大值。8383万年来，仍是最大值万年来，仍是最大值南极东方站（南极东方站（VostokVostok）测量的）测量的大气大气COCO2 2浓度变化浓度变

24、化（IPCC，2001）工业化（工业化（1750年）以来，年）以来，大气中温室气体大气中温室气体明显增加明显增加。年100012001400160018002000280300320340360浓度(ppmv)CO2南极南极Law DomeLaw Dome冰芯资料显示的近冰芯资料显示的近10001000年大气年大气COCO2 2浓度浓度（IPCC，2001）年夏威夷夏威夷Mauna LoaMauna Loa观象台观象台测量的大气测量的大气COCO2 2浓度变化浓度变化38031032033034035036037019601970198019902000浓度CO2(ppmv)20032003年

25、年5 5月已达到月已达到379ppmv(379ppmv(百万分之一体积百万分之一体积)。COCO2 2浓度浓度20062006年已达到年已达到382.49ppmv382.49ppmv。过去。过去1010年中大气年中大气COCO2 2浓度以浓度以1.8ppmv/1.8ppmv/年年 的速率增长，而的速率增长，而过去过去5050年平均仅为年平均仅为1ppmv/1ppmv/年。年。（IPCC，2001）中国气象局瓦里关全球大气本底站大气CO2浓度测量结果CO2浓度浓度2006年已高达年已高达384.65ppmv。年增长率。年增长率1.77ppmvBaseline station at Waligua

26、n,West China(CAMS/CMA)瓦里关和Manna Loa的甲烷测量比较2006年CH4浓度上线：瓦里关：1861.06ppb，年增长率：4.25ppb/yr。下线：Mauna Loa：1809.05ppb，年增长率：3.74ppb/yr。(CAMS/CMA)自然的温室效应使地球平均温度从-6上升到15，从科学上已有200多年的研究历史。它的正确性没有疑义。在此基础上，增强或人为的温室效应也应是没有问题；明显的温室效应也发生在最邻近地球的两个星球，火星（外）与金星（内），根据各种探测值和计算值的比较，计算出的温室效应大小与温度测量值是一致的。过去气候的研究表明，温室效应是解释气候变

27、迁的主要机制。1979-2005年地表（上左），对流层（上右）线性全球温度趋势分布。下图是年全球平均温度曲线（点）。红线是线性趋势（1850-2005）。仪器观测头70年（1850-1919）到最近5年（2001-2005）的温度变化为0.780.18证据二证据二(IPCC,AR4,2007)平流层下部对流层中上部对流层下部地表IPCC AR4大气气温各层的变化中高纬度大陆地区变暖最为明显。中高纬度大陆地区变暖最为明显。增温速率（增温速率（/10年）年）1979-2003年全球年平均气温变化趋势（Tom Peterson,NOAA/NCDC）全球全球SSTSST年距平分布（年距平分布（1861

28、-20041861-2004）(IPCC,AR4,2007)全球海洋表面也在增暖0-700m0-700m和和0-3000m0-3000m层海洋热含量（层海洋热含量（10102222焦耳）曲线。焦耳）曲线。垂直线代表垂直线代表1 1个标准差误差。个标准差误差。(IPCC,AR4,2007)全球海洋的增暖达到海洋中层3000米20世纪是过去世纪是过去2000年中最温暖的年中最温暖的100年。年。近两千年全球地表平均气温变化（相对于1961-1990年30年气候平均）公元公元 200-1980年年 公元公元1856-2004年年（根据（根据Mann and Jones,2003改绘）改绘）全球平均温

29、度距平。黑线：观测。灰线：多模式（13个）集成模拟。（a）人类活动+自然强迫；（b）只有自然强迫证据三证据三(IPCC,AR4,2007)IPCC关于气候变化成因的认识逐步深化：新的、更强的证据表明，过去50年观测到的大部分增暖“”归因于人类活动（66以上可能性）；：人类活动“”是气候变暖的主要原因（90以上可能性）。（1）南极和格林兰冰芯记录表明：大气中CO2开始增加的时间是在工业革命前后，从那以后，其浓度变化大致与化石燃料消耗的增长率相近。（2）北半球大气CO2浓度比南半球的高几个ppmv，因为大多数最强的排放源位于北半球。（3）大气中氧含量每年减少3ppmv，这与大气中CO2增加是相对应

30、的，因为CO2是燃烧的一种产品。（4）放射性14C同位素和稳定的13C同位素的相对丰度值减少，14C实际上在化石燃料中不存在，13C含量比在大气中CO2和海洋溶解的碳中要少。1.全球气候是否会向冰期（变冷）演变？根据米兰科维奇（Milankovitch）循环理论，近几百万年由于地球轨道参数的变化（进动，地轴倾斜和地球轨道椭圆性变化），气候具有周期为10万年左右的冰期间冰期循环。这种自然的轨道强迫可在几千年时间尺度上影响关键的气候系统，如全球季风，全球海洋环流，大气的温室气体含量等，我们目前处于末次间冰期，但其向冰期演变的冷却趋势不会减缓现代的全球变暖。至少在30000年之内地球不会自然的进入下

31、一个冰河期。驱动冰河期循环的地球轨道参数变化示意图 在过去5亿年，气候史中曾有非常温暖的时期，那时地球可能完全没有冰层。不像今天南北极完全为冰层覆盖。由于温室气体含量的资料只有过去100万年的记录（由南极冰芯得到），所以不知道更早的温室气体含量，但地质采样显示，暖的无冰期（水球）相应于高的大气CO2水平。在百万年时间尺度，CO2水平的变化是由地质构造活动造成。它影响海洋和大气与固体地球的CO2交换率。Greenland冰芯记录的过去100ky年温度变化危险水平是指由于人类活动的干预造成气候变化使：自然生态系统受到破坏；粮食安全不得保证；不能维持社会经济的可持续性发展 过去30年迅速的全球变暖，

32、现正通过全新世（近10000年多年）温度的峰值。现在也正在接近，但还没有通过气候变化的临界点或阈值，越过这个值，地球气候将是不可逆的，并带来灾难性的后果。有些科学家计算，地球只要再增加1，将达到近百万年来的最高值。如果各国政府对人类的排放不加限制（增加2%/10年），本世纪将可能增加23。这意味着地球的气候与环境将发生重大的变化，这包括：北极冰区将不复存在（包括野生生物和土著居民）格陵兰和西部南极的冰将逐渐融化，解体，最后导致东南极部分冰原的融化，使海平面上升可能达到25m的量级。所以人类应采取一切行动避免温度上升23，尽可能使未来增温在1以下：但这要使全球的减排达到目前60%左右，而京都议定

33、书规定2012年前发达国家的减排在5%左右。为此本世纪头25年要求全球采取一致行动，提高能效，减少非CO2气候强迫，以后采取先进能源技术，营造一个干净的大气和稳定的气候。1.85w/m2=18802003辐射强迫1.00w/m2=用于近百年0.7的增暖0.85w/m2=仍未显示出来还有0.6 增温将可能蓄势待发，由于气候系统有后延，需要采取预防行动以避免达到危险水平，包括海平面加速上升。白：中性或小的正或负面影响黄：对某些系统的负面影响或低风险红：大范围与高强度负面影响或风险气候变化影响程度的风险2.太阳活动的变化 总太阳辐射的连续直接观测至今只有28年，结果表明，太阳辐射具有确定的11年周期

34、变化，其辐射量从最小到最大的周期循环变化率只有0.08%，并且无显著长期趋势，工业化前后并无太大的变化，辐射量变化的主要原因是太阳黑子和耀斑的变化。计算的太阳输出（从1750年）造成的直接RF是0.12w/m2。这个值虽然是正值，但比温室气体的RF要小得多（2.3w/m2），所以太阳辐射的变化不是引起近代气候变暖的主要原因。总太阳辐射变化（太阳常数）最近28年太阳总辐射量的变化3.火山爆发 它大大增加平流层硫化物气溶胶的浓度。一次喷发可使全球平均气候冷却数年，但它对平流层和地面/对流层辐射能量收支的扰动是间歇性的，如果有连续的强烈火山喷发则可对全球气候变化产生明显影响，但现在并不存在。4.云的

35、作用 这是长期争论的一个重要问题，在对全球气候变化的预测中，云的影响是最大的不确定因素之一。（1）云反射一部分太阳光，具有降温作用，同时也吸收地表及其下方大气放射的长波辐射，具有温室效应，使大气温度升高，因而具有两种相反的作用。（2）哪一种作用占优势决定于云高和光学厚度 深厚的对流云（如在热带）：两种作用相互抵消，云的净辐射强迫作用很小；边界层顶反射性强的云层，反照率很大，净的负辐射强（冷却）；由于气候变暖低云区扩大，对全球平均温度将产生负反馈，减少增温。但如果气候变冷，低云区缩小，将会产生正反馈。层云和层状云：出现在下沉区，一般其之下海面SST和边界层偏冷，但其面积变化与全球变暖之关系不清楚

36、。高层薄卷云区：增暖大气，因为向下的太阳辐射吸收和散射很小，而向上的长波辐射很大，一部分被吸收，并在很低的温度下再放射到外空。就目前的研究而言，云究竟是产生怎样的反馈还很有争议。对当前气候，一般认为云的总效应是冷却效应。当气候变暖时，云的这种负辐射效应可能改变并因此对气候变暖产生辐射正反馈。一些人认为云对气候变化的综合效应是使全球变冷。另有研究表明，由于对天空中无云区不准确的估计从而低估了云团使全球变冷的综合效应。然而由于云反馈的复杂性和不确定性，对这一问题的认识还需要进一步的研究，因而不能过早地下结论。5.CO2吸收带的饱和问题 有人认为大气CO2吸收带已经饱和，因而温室效应已经达到饱和。即

37、使CO2再增加也不会产生明显的温室效应。但事实并非如此。许多研究确切表明CO2的温室效应在15m带中心波段确实已经达到饱和，但在CO2整个吸收区间（14-18m）以及其它吸收区（如10m，5.2m带等）波段远未达到饱和，最近的将来也不会达到饱和。当气体浓度小时，其辐射效应与浓度关系几乎是线性的（CFC），浓度加倍时，温室效应也加倍。但对温室气体，其浓度大，不是这种情况。如果CO2浓度增加到目前之2倍。总温室效应增加是1020%，是非线性的。这种关系气候模式中已包括进去。由于对流层温度是随高度减少的，温室气体和云平均向上放射的比从下部吸收的要少。所以达到对流层顶的辐射减少。在15m带中心，CO2

38、浓度的增加对于辐射放射没有影响，CO2吸收在这里近于饱和，但偏离15m，吸收作用明显减少，CO2浓度确有影响。对流层顶的辐射减少，这相应于正辐射强迫，它使气候系统变暖，随着越来越多的CO2释放到大气中，其吸收谱区更多的部分趋于饱和，但在14-18m谱间总是有一些谱区未饱和。能够增强CO2增加造成的温室效应。如10m带，它比15m带弱很多，但其吸收作用仍明显。应该指出，CO2的温室效应是弱的，但其量增加很多。如与CFC分子比，它含量少，其温室效应是CO2分子的10000倍，但每产生一个CFC分子，大气中产生70000个CO2分子。6.水汽的反馈作用 据C-C方程，水的饱和水汽压随温度呈指数增加：

39、7%K-1。如相对湿度不变，大气水汽含量以同样速度随温度上升而增加，作为一种最重要的温室气体，有利于地表气温增加，其反馈增益是2，即使Ts对一规定辐射强迫F之响应增倍。并且水汽反馈强迫随温度上升仍会进一步增加，如果热带SST由20增加到60，反馈因子趋近1，则增益 ，（f是反馈因子）趋于无穷大，即达到失控的温室效应。这是一种灾难现象，金星上可能是如此，这将导致整个海洋蒸发，大气大多为蒸汽，地表温度达1000K。水汽反馈是增强水循环的基本原因，在气候模式中这种水汽反馈已考虑进去。11gf为什么在气候变暖的背景下极端事件发生的频率会增大降水变化预估结果122月月68月月(IPCC,AR4,2007

40、)上图：上图：1951-20031951-2003年大雨日的变化趋势（年大雨日的变化趋势（%/10%/10年）年）下图：大雨日距平变化时间序列下图：大雨日距平变化时间序列（IPCC，AR4，2007）Trend%per decade for 1951-2003 contribution from very wet daysPatterns of intense and extreme intense precipitation（：增加；：减少）陆地大部分地区，强降水比例在增加我国强降水事件的发生频率也在增加(IPCC AR4,2007)1900到2002年月平均Palmer 干旱指数(PDSI

41、)的最优空间分布型。干旱化呈上升趋势，近30年干旱明显加剧。与PDSI最优空间分布型相对应的时间序列大部分地区的干旱正在增加大部分地区的干旱正在增加（IPCC，AR4，2007）1970年代以来强台风（风速约58米/秒以上，17级）发生的数量增加，由1970年代初的不到2020，增加到21世纪初的3535以上。Webster et al(2005)每5年平均频率（）2005年8月，卡特里娜飓风在墨西哥湾沿岸造成的损失超过1,000亿美元，死亡近2000人。更暖的海面有利于飓（台）风快速加强Projected number of hot days(30)and heavy rainfall(10

42、0mm/day)by the 16 high resolution GCM(Hasumi et al.,2004)预测的高温日数(30)和暴雨频率(100mm/天)1950-2002年中国年降水分布（中国气象局国家气候中心）（中国气象局国家气候中心）西部、华南降水呈增加趋势；西部、华南降水呈增加趋势；华北、东北大部降水呈减少趋势华北、东北大部降水呈减少趋势年降水标准化距平序列与自然数列年降水标准化距平序列与自然数列1，2，3，的的相关系数。相关系数正负表示增或减相关系数。相关系数正负表示增或减1951-19781979-19921993-2004中国不同时段，夏季降水距平百分比分布的变化。（阴

43、影区是正距平，相对于1971-2000年平均值）1951-2000年极端强降水日数变化。实心圈是增加，空心圈是减少，圈的大小表示变化的大小。极端强降水日数变化图：江淮和华南强降水增加（国家气候变化评估报告，2006）（叶柏生等，（叶柏生等，2005）近百年中国主要河流径流演变图全国主要河流径流量除松花江外都呈减少趋势中国沿海10个长期验潮站的近50年海平面变化曲线 近 50年，海平面上升率达1.0-2.5mm/年海洋环流的变化对全球气候变化的影响盐度中值年北大西洋东部丹麦海峡拉布拉多海已观测到北大西洋北部海水盐分在降低纬向平均的海洋盐度线性趋势兰色表示盐度减少IPCC AR4IPCC 9个模式

44、模拟的温盐环流变化，预计在未来100年，温盐环流是不断减弱的（2001年结果）气候模式可以模拟和预测未来温盐环流变化(IPCC,AR4,2007)后天后天剧情：研究气候变化的科学家哈尔教剧情：研究气候变化的科学家哈尔教授，他根据观测和研究古气候的规律，授，他根据观测和研究古气候的规律，提出提出严重的温室效应将造成气温剧降，严重的温室效应将造成气温剧降，地球将再次进入冰河世纪地球将再次进入冰河世纪的假设。结的假设。结果，这个预言变成了现实，龙卷风、果，这个预言变成了现实，龙卷风、海啸和暴风雪接踵而至，人类陷入了海啸和暴风雪接踵而至，人类陷入了一场空前的末日浩劫。一场空前的末日浩劫。在多个温室气体

45、排放情景下，本世纪末全球平均升温幅度大致为1.11.16.46.4。对于低排放情景（B1），升温为1.11.12.92.9，对于高排放情景（A1FI），升温为2.42.46.46.4。(IPCC AR4,2007)6.41.1(IPCC,AR4,2007)地表温度预估结果低排放低排放中等排中等排放放高排放高排放(IPCC,AR4,2007)(IPCC,AR4,2007)气候变化影响方面的新结果（二）饥饿饥饿、疟疾疟疾、洪涝洪涝（亿）（亿）3.53.02.52.01.51.00.5035302520151050水短缺水短缺（亿）（亿）(IPCC，AR4，2007)气候变暖情况下全球GDP的损失估

46、计TAR,2001Stern,2007 为达到增温不超过 2的目标，欧盟认为温室气体浓度应稳定在450ppm以下；2005年全球CO2浓度为379ppm，如果承诺这一目标，所剩的排放空间十分有限；2000年中国排放8.7亿吨碳，美国15.2亿吨碳。2008年预计中国将排放约16.5亿吨碳，美国为16.4亿吨。中国将很快超过美国成为排放大国，并且人均排放也将很快接近国际平均水平，将面对着更大的减排压力。1、在温室气体排放总量上，目前我国排名全球第二，并将很快超过美国成为世界第一排放大国。我国原有的人均排放量低的优势和单位GDP能耗高所隐含的减排潜力，都随着排放总量的不断增长而日益削弱，要求我国采

47、取减排措施的国际呼声日益高涨，我国已处于减缓全球气候变化的风口浪尖上。2、目前我国保障经济发展的能源需求总量的增长趋势难以有效抑制，受资源禀赋制约，化石能源尤其是煤炭占较大比重的结构短期内难以根本改变，我国在能源消耗总量控制和能源结构调整等方面的困难较预期的更大。因此，我国一方面要提高能源效率，减少单位GDP温室气体排放强度，一方面应当通过生态建设、农业结构调整等措施增加二氧化碳的吸收。如果植树造林可吸收8%排放的CO2（1980-2005年净吸收累积为30.6亿吨）。3、西方发达国家（主要是欧盟）主导的IPCC第四次评估报告明确提出2030年这一减排时间分界线恰好与我国既定的2030年前不作

48、减排承诺的时间点吻合。前者一再强调2030年减排在经济上有利，后者则又难以在2030年前明确承担义务，两者之间的冲突显而易见，这将使中国处于两难的地位。4、随着我国综合国力的增长，我国作为发展中国家的国际认同感逐步削弱。到2020年后，按照目前的经济增长速度，我国的经济实力和人均收入还要翻番，发展中国家的地位将进一步受到影响。这对在气候变化问题上继续坚持“共同但有区别责任”的原则立场形成了挑战。此外，至少到2020年之前，我国还要大量使用能源，十多年的温室气体排放累积效果将进一步削弱我国在减缓全球气候变化方面一直强调的历史责任和公平原则。气候变化问题实际上是一个国家发展过程中所产生与面临的重大

49、环境问题，发达国家是如此，发展中国家也是如此。因而气候变化问题对于发展中国家应看作是发展进程中必然出现的一个重要问题来解决。如果用过早的减排来减缓或制约一个国家的经济发展，将会带来更多、甚至更严重的负面影响，包括贫富不均，发达国家与发展中国家生活水平差异增加等，这不但会导致国内社会的不稳定和国际上动荡，而且也无法实现气候变化公约所倡导的历史责任与公平原则，也违背西方文明所主张的道德伦理。气候变化问题是中国迈向现代化社会进程中出现的环境问题的重要一环。在应对过程中，既要看到挑战，又要看到机遇，其关键是在不影响或少影响中国经济社会发展的前提和大局下，努力改变能源结构，产业结构；改变生产和生活模式，

50、使中国逐步走向可持续行发展的道路。（1）强调了国际合作和联合国公约框架，依照气候变化公约采取长期合作共同行动，包括制定减排温室气体的全球长期目标。（2）把所有发达国家纳入履行可测量、可报告、可检查的温室气体减排责任，这把美国也纳入其中。（3）强调了适应气候变化，技术开发和转让以及资金问题的重要性，并把这三个问题与减排行动挂钩，一起执行。在巴厘岛路线图确定后，进入后京都议定书的谈判阶段，这是困难的时期，其中在路线图背后，一个焦点问题是确定什么定量的减排目标：根据欧盟，（实际上也是IPCC和联合国的观点）的多次提议：未来温度不能超过2，大气中温室气体浓度应稳定在445ppmv；到2020年，温室气