刘桐 2008年02月03日 16:36
不是说全球变暖了吗？怎么这些天到处都冷了？南方到处都是大雪、霜冻的冰雪天，全球变暖这几个字一时间随着寒冷天气也似乎被人淡忘了。2008年1月31日，在媒体气候变化报道俱乐部成立启动活动中，气象专家秦大河院士的气象知识报告会给我们一些启示。
天气 气候系统 辐射强迫 温室气体
秦大河院士表示，大家一定要把天气、气候、气候系统分开，比如有人写这两天南方大雪，是全球变暖的一个标志等等，这个说法不是很准确。这种极端天气事件确切地讲，是在全球变暖的大背景下天气出现了一次异常。如果把一切东西都归结于全球变暖，是有问题的。如果不考虑全球气候变暖这个大背景，天气预报是很难做的。
首先，什么是天气、气候系统呢？
气候系统是由五个圈层组成的，包括大气圈、水圈、冰雪圈、生物圈和岩石圈，这五个圈层组成了气候系统。天气和气候一定要区别开来，天气是指短时间发生的气象现象。比如中央气象台发布的是天气预报，像雷雨、冰雹、台风、寒潮、大风等。气候是指长时期内的天气的平均或统计状况，通常由某一时段的平均值以及距平均值的离差，主要反映一个地区的冷、暖、干、湿的基本特征。
今天我们重点谈的是气候，但是会涉及到一些天气，是指在气候变暖的大背景下一些极端的天气事件。我们知道地球的热量主要来自于太阳，地球绕太阳转动，地球自身也在转动，这样一系列的结果，有一个较为准确的计算值。我们算了一下，太阳光到达大气的辐射是每平方米343瓦。再考虑云的效应，平均来讲，地表吸收的热量是每平方米240瓦。这个数据发生一点点变化，若增加则地球就会变暖；相反，减少则地球就会变冷。
第二，什么叫辐射强迫呢？大气中温室气体和气溶胶含量的变化、太阳辐射变化以及地表特征的变化，均可改变气候系统的能量平衡。这些变化可用“辐射强迫”一词表述。从2001年IPCC第三次评估报告以来，科学上有新的观测，我们对温室气体、太阳活动、陆地表面属性和气溶胶某些方面的相关模拟，导致了对辐射强迫的量化估算。
第三，温室效应是说，温室气体能吸收地表长波辐射，使大气变暖，所以它的效果与玻璃温室一样。大气中的温室气体有二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、水汽等，这个量是恒定的。如果没有大气圈，地球的平均温度是负18摄氏度。有了这个大气圈，并且里面有一定量的温室气体，我们地球的平均温度就变成15摄氏度，这个温度非常适合我们人类的生产、生活和繁衍。举例说，短波辐射进来是240，长波辐射出去也是240，如果二氧化碳倍增，温室气体浓度增加，短波辐射240，长波辐射就只有236，不平衡，要想保持“收支平衡”，就要增加辐射强迫，地面必须增温1.2度。这是理论计算，是科学家通过科学研究算出来的，这是增强温室效应的一个很简单的道理，我们是以二氧化碳作为例子，还有甲烷、氧化亚氮、水等等都没有算。
人为原因引起的气候系统变化
秦大河院士说，我们今天谈气候变暖和气候系统变暖，原因有自然的，也有人为的。现在我们不谈自然原因，比如地球绕太阳轨道发生变化十万年一个周期,地球自转等等，我们都不谈。我们谈的是人类活动，特别是人类活动加剧的时期，我们叫人为原因引起的气候系统变化。温室气体增加，比如城市化，土地利用，北京的霾，气溶胶等等。我们还是讲温室气体，《京都议定书》主要规定了六种温室气体，有二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫。科学观测的结果，为很多事情提供了依据。比如我们现在气温升高了，不仅仅是我们今天排放的二氧化碳，可能是昨天排放的二氧化碳，甚至恐怕还是一百年前、二百年前排放的二氧化碳作用的结果。减少二氧化碳排放，人人有责。不论是发达国家还是发展中国家，只要排放，就导致全球变暖，这是共同的责任。但是又有区别，排了二百年和排了一百年是有区别的。
我们看看二氧化碳是不是增加了。五十年以前，美国在夏威夷岛Mauna Loa观象台测量的大气二氧化碳浓度变化，1958年只有310ppm，2005年底是389ppm，这是全世界的平均值，这样一个观测，全世界有26个观象台，中国有一个,设在青海省的瓦里关，我们是从上世纪九十年代初开始测，大气圈流速均匀，各种成份的作用是显而易见的。
我们看公元一千年、公元一千二百年到2007年。过去公元一千年二氧化碳的浓度大概在280ppm左右，到了1957年、1958年直线上升，2005年底到了380ppm。这个拐点在1750年，1750年我们定义为人类工业化开始，标志是瓦特发明了蒸汽机，人类开始大量地使用化石燃料，因而导致了二氧化碳等温室气体，包括废气排入大气当中，二氧化碳浓度大大增加。
秦院士利用图表观测数据分析，人类活动是导致全球变暖的主要原因，而人类活动最主要的一个项目是向大气中排放了大量的温室气体，比如二氧化碳达到了增温效应的六成。所以，社会上、经济界、决策者要求减排二氧化碳是有道理的。
更长的时间尺度是中国冰川学来做的。科学家在南极东方站测量大气二氧化碳浓度变化，这个站打了一个冰芯，冰芯有3000多米。这个冰芯恢复的年代一开始是5万年、8万年、几十万年，现在有可能恢复100万年的。最著名的是上个世纪末1999年发布的42万年以来的变化。
