從萬(wàn)年到千年的長(zhǎng)時(shí)間尺度來(lái)看,氣候一段時(shí)間處于溫暖期,一段時(shí)間處于寒冷期,大多數(shù)時(shí)間處于溫暖濕潤(rùn)時(shí)期。對(duì)于這種正常的氣候波動(dòng),人類(lèi)其實(shí)沒(méi)有能力改變,對(duì)其原因也并不完全了解。我們告別了1550年到1900年為期350年的最新一個(gè)寒冷期后,現(xiàn)在我們處在開(kāi)始于1900年的一個(gè)溫暖期。本來(lái),從人類(lèi)生存角度,人類(lèi)更擔(dān)心寒冷期,但或許我們已經(jīng)經(jīng)歷了百年的溫暖期,人們就特別關(guān)注和擔(dān)心氣候變暖,并一直在尋找氣候變暖的原因。

氣象學(xué)家首先會(huì)想到太陽(yáng)輻射。太陽(yáng)輻射是地球――大氣系統(tǒng)最重要的能量來(lái)源,也是產(chǎn)生大氣運(yùn)動(dòng)的主要?jiǎng)恿?它從根本上決定著地球――大氣的熱狀況。根據(jù)全球地面太陽(yáng)輻射站觀測(cè)表明,近50年來(lái),全球平均每年減少0.05 Wm-2,每10年平均減少2.7%,對(duì)全球各地來(lái)說(shuō),地表太陽(yáng)輻射降低的速率則呈現(xiàn)著區(qū)域差異:前蘇聯(lián)歐洲部分每10年地面太陽(yáng)輻射減少6%～7%,其中西伯利亞平原和遠(yuǎn)東部分每10年減少1%,主要農(nóng)業(yè)區(qū)則減少2.4%;在愛(ài)爾蘭的8個(gè)太陽(yáng)輻射測(cè)站中,有7個(gè)測(cè)站太陽(yáng)輻射減少,在其南部和中部每10年減少4%,在其北部減少1%。自20世紀(jì)50年代以來(lái),太陽(yáng)總輻射的降低是全球性的,而不是個(gè)別地區(qū)。據(jù)對(duì)中國(guó)1961～1990年來(lái)55個(gè)輻射站的日總輻射量研究結(jié)果表明,自1976年以來(lái),約大部分臺(tái)站的輻射日總量距平為負(fù)值,在參加統(tǒng)計(jì)的55個(gè)站中,有50個(gè)站為負(fù)距平,初步認(rèn)為,太陽(yáng)輻射是呈下降趨勢(shì)。近年來(lái)大氣混濁度和大氣中的氣溶膠顆粒增加是太陽(yáng)總輻射下降的原因。這些研究結(jié)果說(shuō)明,氣候變暖不是地面太陽(yáng)輻射增加引起的。

影響氣候變化的因子非常復(fù)雜,有自然原因和人類(lèi)活動(dòng)原因。自然原因包括地球系統(tǒng)本身的某些因素,如火山爆發(fā)、海――陸――氣相互作用、地殼運(yùn)動(dòng)和地球轉(zhuǎn)動(dòng)等;有的是地球以外的因素,如太陽(yáng)輻射、銀河系塵埃等。科學(xué)家現(xiàn)在主要是把氣候變暖的原因聚焦在了溫室氣體增加。

由于1860年工業(yè)革命以來(lái),社會(huì)文明的發(fā)展,人類(lèi)的生活模式越來(lái)越依賴(lài)機(jī)器,這就需要更多的能源來(lái)維持其運(yùn)作。能源需求的增加,意味著需要燃燒更多化石燃料來(lái)滿(mǎn)足需求,結(jié)果導(dǎo)致大量的溫室氣體排放。這些溫室氣體主要有6種,即二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫,其中對(duì)氣候變化影響最大的是CO2,它產(chǎn)生增溫效應(yīng)占所有溫室氣體總增溫效應(yīng)的63%,且在大氣中存留期可達(dá)200年,并充分混合,因而最受關(guān)注。

地球上對(duì)于大氣中CO2濃度的直接測(cè)量是1957年在夏威夷開(kāi)始的,觀測(cè)結(jié)果清楚表明,CO2濃度從1957年以來(lái)是直線上升,大致從315 ppmv上升到2000年的368 ppmv。大氣中的CO2等溫室氣體可以透過(guò)太陽(yáng)輻射到達(dá)地面,同時(shí)又吸收地面放射的長(zhǎng)波輻射,阻礙地面長(zhǎng)波輻射向外空發(fā)射,也就是說(shuō),大氣中的溫室氣體濃度的增加,通過(guò)它們引起的輻射強(qiáng)迫地球氣候變暖。

自1979年召開(kāi)第一次世界氣候大會(huì)之后,人們逐漸認(rèn)識(shí)到氣候變化給社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的巨大風(fēng)險(xiǎn)和損失,同時(shí)氣候變化問(wèn)題由于氣候系統(tǒng)的復(fù)雜性,盡管氣候變化研究在不斷的深入,但仍存在不少未知問(wèn)題。鑒于氣候變化是世界性的問(wèn)題,各國(guó)政府在作決策時(shí),需要有一個(gè)科學(xué)的較權(quán)威的依據(jù),于是在1988年11月世界氣象組織和聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署聯(lián)合成立了政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(簡(jiǎn)稱(chēng)IPCC),為國(guó)際社會(huì)就氣候變化問(wèn)題提供科學(xué)依據(jù)。到目前為止,根據(jù)IPCC報(bào)告,全球大氣CO2濃度從工業(yè)革命前的280ppmv已增加到現(xiàn)在的356ppmv,每年大氣CO2濃度增加2ppmv,人類(lèi)每往大氣中排放1Gt碳,大氣CO2濃度會(huì)增加0.47ppmv;當(dāng)大氣溫室氣體濃度達(dá)到400 ppmv時(shí),溫度會(huì)增加1.7℃-2.3℃;當(dāng)大氣溫室氣體濃度達(dá)到500 ppmv時(shí),溫度會(huì)增加1.9℃-4℃;當(dāng)大氣溫室氣體濃度達(dá)到600 ppmv時(shí),溫度會(huì)增加2.2℃-5℃?？傊?根據(jù)IPCC的觀點(diǎn),結(jié)論十分清楚:(1)氣候變暖實(shí)實(shí)在在地發(fā)生著;(2)溫室氣體排放是可能的主要原因。

近年來(lái), IPCC評(píng)估報(bào)告越來(lái)越強(qiáng)調(diào)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)氣候變暖的作用。但是,必須清楚認(rèn)識(shí)到人類(lèi)活動(dòng)對(duì)未來(lái)氣候變化的估計(jì),存在著許多的不確定性:其一,計(jì)算模式參數(shù)不完備性,模式中僅主要考慮人類(lèi)活動(dòng)所造成的溫室氣體排放和氣溶膠的影響,未包括自然外強(qiáng)迫因子(如太陽(yáng)活動(dòng))和地球內(nèi)部的可能變化。其二,也未考慮氣候系統(tǒng)內(nèi)部的反饋?zhàn)饔煤瓦^(guò)程,而這種過(guò)程是極其復(fù)雜,人們還不清楚它們之間的聯(lián)系,因此氣候的預(yù)測(cè)具有很大的不確定性。當(dāng)然,人類(lèi)對(duì)氣候的影響肯定是存在的,應(yīng)引起人們的足夠重視。IPCC評(píng)估報(bào)告除了代表科學(xué)的最新進(jìn)展外,同時(shí)對(duì)氣候變化決策和國(guó)際談判具有重要影響,就是協(xié)調(diào)和敦促各國(guó)減少溫室氣體排放的份額和數(shù)量。