辐射强迫与气候变化raybet雷竞技最新

对大气浓度的扰动重要的温室气体或气溶胶的分布，会诱发一种影响气候的辐射强迫。raybet雷竞技最新地表-对流层系统的辐射强迫定义为净变化辐射通量由于太阳辐射或红外辐射的变化(IPCC, 1996a)。一般来说，这一净通量是在考虑平流层温度重新调整后计算的辐射平衡．一个正辐射强迫平均会使地表变暖;一个负辐射强迫倾向于冷却表面。这一定义是基于早期的气候模拟研究，该研究表明对流层顶的全球平均辐射强迫与raybet雷竞技最新由此产生的平衡状态下的全球平均地表温度变化之间存在近似线性关系。然而，最近对温室气体的研究(例如，Hansen等，1997)表明，气候响应可能对海拔、纬度和强迫的性质很敏感。

由此产生的辐射强迫的变化可以驱动气候的变化。raybet雷竞技最新平均而言，正辐射强迫倾向于使地球表面变暖;负辐射强迫倾向于使表面冷却。辐射强迫的变化既可以是自然现象的结果，也可以是人类活动的结果。辐射强迫发生显著变化的自然原因包括由于太阳光度或者是由于大型火山爆发后的硫酸盐气溶胶浓度。与人类有关的原因包括大气中温室气体浓度的变化气溶胶加载前面所讨论的。

2.310.25气raybet雷竞技最新候强迫

J - cfc植物离子强迫等火山

0.3+0.15平流层对流层云面0.4±0.2臭氧气溶胶变化变化气溶胶

-混合均匀的tropospheric温室臭氧-0.2+0,1

-温室气体-

(间接通过03)!其他人为强迫1 |自然强迫-»1

图1.4由前工业化时期至1998年温室气体和气溶胶浓度变化以及年自然变化引起的全球和年平均人为辐射强迫(Wm~2)估计变化太阳能输出从1850年到1998年。误差条表示不确定范围的估计值。基于

1.4.1过去记录说明

如图1.4所示，对工业时代开始以来(大约1800年左右)温室气体浓度变化引起的直接辐射强迫的分析显示增加了约2.3 Wm~2 (Hansen et al.， 1998)。从这个角度来看，二氧化碳从工业化前的水平对应约4 Wm~2;raybet雷竞技最新气候模型研究表明，这将使全球气温上升1.5至4.5°C。大约0.5 Wm~2的增加发生在最近十年。到目前为止，对辐射强迫的最大影响是二氧化碳浓度的增加，约占强迫总变化的64%。甲烷产生了温室气体辐射强迫的第二大变化。

在上个世纪，由自然和人类活动引起的硫酸盐、硝酸盐和碳质气溶胶数量的变化都促成了辐射强迫的变化。硫酸盐气溶胶对气候的直接影响主要是通过太阳raybet雷竞技最新辐射的散射产生的。这种散射产生负辐射强迫，并导致地球表面的冷却趋势，抵消了温室气体的一些变暖效应。在全球平均水平上，吸收太阳和红外辐射的碳质气溶胶数量的增加可能抵消了硫酸盐气溶胶的一些影响。气溶胶还可以通过充当云形成的凝结核而产生间接辐射强迫。

如图1.4所示，在确定由这种间接效应产生的辐射强迫程度方面存在很大的不确定性。

对流层和平流层臭氧的变化也影响气候，但与二氧化碳相比，上个世纪对流层臭氧的增加和平流层臭氧近几十年的减少对辐射强迫的综合raybet雷竞技最新影响相对较小。平流层臭氧数量变化的辐射强迫主要发生在过去几十年，主要是由于人类排放含有氯和溴的卤化化合物造成的，这一点已得到充分理解。然而，上个世纪对流层臭氧浓度的变化以及由此产生的辐射强迫很大不太为人所理解．

到达地球的太阳能输出的变化也是气候系统的一个重要外部强迫。raybet雷竞技最新众所周知，太阳输出的能量在与太阳黑子相关的11年周期中变化很小，有迹象表明，太阳输出的能量在较长时间内变化更大。在几十年到几千年的时间尺度上，地球轨道的缓慢变化改变了到达地球的太阳辐射，并影响了过去的气候。raybet雷竞技最新如图1.4所示，太阳的变化过去一个世纪的气候变化被认为对气候产生了微小但重要的影响，但对于解释过去几十年气温的大幅上升并不重要。raybet雷竞技最新

对前工业时代以来所有不同来源的辐射强迫的评估表明，全球平均对气候的辐射强迫有所增加。raybet雷竞技最新由于气溶胶浓度的半球和其他不均匀变化，辐射强迫的总体变化在全球特定地点大得多或小得多。

任何由人类活动或太阳通量变化等自然强迫引起的气raybet雷竞技最新候变化，都将叠加在大范围时间和空间尺度上发生的自然气候变化的背景上。为检测人类活动可能产生的影响而进行的分析必须考虑到这种自然变化。然而，正如前面提到的，最近的研究表明，过去10年全球变暖似乎超出了过去400年到1000年气候记录中发现的自然变率的范围。raybet雷竞技最新

1.4.2预测未来变化

为了研究与人类有关的排放和大气成分的进一步变化对气候的潜在影响，IPCC排放情景特别报告(SREraybet雷竞技最新S)编制了一系列未来温室气体和气溶胶前体排放情景，用于模拟研究，以评估IPCC目前对气候变化的国际评估在下个世纪的潜在气候变化。这些情景都不应该被认为是对未来的预测，但它们确实说明了关于经济、人口和政策的各种假设对未来排放的影响。在这项研究中，研究了四种SRES“标记”场景，标记为A1, A2, B1和B2，作为可能的例子温室气体的影响气候。raybet雷竞技最新每个场景都基于一个叙事故事线，描述了经济、技术、环境和社会方面的未来发展。这些故事情节和SRES过程的细节可以在其他地方找到(Nakicenovic等人，1998;威格利,1999)。这些情景通常被认为代表了一切如常情况下的可能范围，即没有采取重大措施减少排放以减缓或防止气候变化。raybet雷竞技最新

图1.5显示了与气候变化有关的四种最重要气体的人为排放，即CO2、N2O、CH4和SO2。raybet雷竞技最新二氧化碳排放量的变化范围很广，从到2100年接近1990年排放量的5倍，到排放量上升，然后下降到接近1990年的排放量。N2O和CH4排放情景反映了这些变化，并具有类似的趋势。然而，在所有情况下，2100年全球二氧化硫排放量都已下降到1990年水平以下，因为日益富裕的情况增加了对减排的需求。请注意，硫排放，特别是到本世纪中叶，在不同情景之间有相当大的差异。此外，新的硫排放情景比以前的分析要小得多(例如，政府间气候变化专门委员会，1996a)，这主要是因为全世界越来越认识到减少硫酸盐气溶胶对人类健康、农业和生物圈的影响的重要性。

在这项研究中，用我们的综合科学评估模型(ISAM)raybet雷竞技最新的简化版本计算了SRES情景的全球气候变化后果(Jain et al.， 1996;Kheshgi等人，1999)。该模型由几个气体循环子模型组成，将主要温室气体的排放量转换为浓度能量平衡气候模型raybet雷竞技最新大气和海洋，以及海平面上升模型。在这项研究中，使用了各种温室气体的最新辐射强迫分析(Jain et al.， 2000)。基于ISAM内碳循环子模型的结果，图1.6显示了四种SRES情景下推导出的二氧化碳浓度变化。在接下来的一个世纪里，每一种情景下的二氧化碳浓度都将继续增加，从548达到浓度ppm,806 ppm。即使在某些情况下排放量下降，长期大气一生导致二氧化碳浓度在本世纪内持续增加。

图1.7的上面板显示了推导的全球平均辐射

图1.5 CO2、CH4、N2O和SO2 SRES标记情景下的人为排放。请注意，SRES排放值是标准化的，因此1990年至2000年的排放量在所有情景中都是相同的。

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