作者答疑:谈气候变化,先明确时间尺度( 二 )


答:二氧化碳通过温室作用造成升温是基本的物理理论 , 不存在所谓“例外” 。 但是 , 温度不仅仅受到二氧化碳变化的影响 , 也受到其它外源强迫的影响 , 特别在区域尺度 , 自然变率也会起到重要的调节作用 。
南极的气候变化特征比较复杂 , 空间上分布不均匀 , 自1950年以来 , 南极半岛非常可能在变暖 , 而东南极的温度变化没有显著趋势 。
作者答疑:谈气候变化,先明确时间尺度
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问:二氧化碳是近二百万年浓度最高 , 为什么气温却并不是近二百万年最高?
答:二氧化碳浓度是一个影响气温的重要因子 , 但不是唯一的因子 。 在百万年的时间尺度上 , 地球绕行太阳的轨道参数的变化、太阳辐射的变化等 , 都会对地质时间尺度的气候变迁产生重要影响 。
据最新的气温重建序列 , 距今200万年处在第四纪更新世早期 , 气温开始下降 , 低于当前气候 。 而距今约300万年的中上新世时期 , 二氧化碳浓度约400ppm , 与当前气候相当 , 但温度高于当前气候 。 这是由于当时的气候变化除了受到温室气体的调控 , 冰盖等外强迫因子也对其有重要影响 。
除此之外 , 地质时期的暖期海陆位置、洋流格局、地形和植被等要素都和当前气候存在差异 , 气候敏感度也与当前不同 , 并且是气候与温室气体达到长期平衡的结果 , 而非对温室气体强迫的瞬时响应 。 因此 , 不能直接地通过温室气体浓度的高低来比较当前的气候变暖与地质时期暖期的温度高低 。
谈气候变化 , 先明确时间尺度
作者答疑:谈气候变化,先明确时间尺度
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问:历史上 , 在没有工业化和大量温室气体排放的情况下 , 全球气候也在不断变化 , 如何确定如今人类活动的影响程度?
答:谈气候变化 , 一定要先明确时间尺度 , 不同时间尺度上的变化 , 背后的驱动因子不同 。
气候变化包括年代际、百年际、千年甚至更长时间的地质时间尺度 。 驱动因子可以分成两类 , 一是自然原因 , 例如地球绕行太阳的轨道参数的变化、太阳辐射的变化、火山喷发的影响等;二是人为因子 , 包括人类排放的温室气体、气溶胶、以及土地利用等的变化 。
地质时间尺度的气候变化 , 由自然因素决定 , 例如 , 在几千万到几亿年的时间尺度 , 大陆漂移、造山运动、板块运动等地质构造运动对全球气候产生重要的影响 。 万年到百万年尺度的冰期和间冰期的气候主要受到地球绕行太阳轨道参数变化的影响 。
人类社会工业化以来这一百多年的气候变化 , 主要由人为因子驱动 , 尽管自然因子也有贡献 , 但是远小于人类活动的贡献 。 化石燃料燃烧排放的二氧化碳等温室气体的影响起主导作用 。
如何确定人类活动的影响程度 , 主要依靠气候模式模拟和观测资料的对比 , 结果表明 , 当只考虑自然强迫时 , 无法模拟出1850年以来的变暖;而当同时考虑人类活动和自然强迫时 , 可以再现观测中的增暖现象 。
作者答疑:谈气候变化,先明确时间尺度
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作者答疑:谈气候变化,先明确时间尺度】问:温升跟碳排放呈线性关系 , 就有因果关系?物换星移 , 沧海桑田 , 地质时空的变化哪里是蚍蜉人类能改变的 。
答:一 , 温升和累积碳排放的准线性关系 , 主要指工业革命以来这100多年间器测资料揭示的观测事实 。 这种准线性关系的背后是二氧化碳排放、碳循环和温度变化之间的因果物理联系 。 理论分析和气候系统模拟都揭示了这种关系 。