IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2007
Рабочей группой I - Физическая научная основа

TS.2.5 Результирующее глобальное радиационное воздействие, потенциалы глобального потепления и характер воздействия

Понимание антропогенных нагревающих и охлаждающих воздействий на климат со времени ТДО улучшилось, что привело к очень высокой степени уверенности в том, что результатом деятельности человека с 1750 года стало чистое позитивное воздействие в размере +1,6 [+0,6 - +2,4] Вт/м2. Более глубокое понимание и лучшая количественная оценка механизмов воздействия со времени ТДО позволяет впервые вывести совокупное чистое антропогенное радиационное воздействие. Объединение составляющих значений всех воздействующих факторов и их неопределенностей дает распределение вероятности совокупного антропогенного радиационного воздействия, показанное на рис. TS.5; наиболее вероятное значение приблизительно на порядок величины больше радиационного воздействия, оцененного по изменениям в освещенности солнечного излучения. Поскольку диапазон оценки равен +0,6 - +2,4 Вт/м2, то существует очень высокая степень уверенности в чистом положительном радиационном воздействии на климатическую систему вследствие деятельности человека. ДЖПГ, вместе взятые, вызывают воздействие +2,63±0,26 Вт/м2, что является доминирующим компонентом радиационного воздействия и имеет наивысший уровень научного понимания. Суммарное прямое влияние аэрозолей, влияние на альбедо облаков и на альбедо поверхности, которые способствуют отрицательным воздействиям, не так хорошо поняты и отличаются более значительной неопределенностью. Диапазон чистой оценки увеличивается отрицательно воздействующими компонентами, неопределенности которых больше, чем у положительных компонентов. Характер неопределенности расчетного влияния на альбедо облаков вводит в распределение заметную асимметрию. Неопределенности в распределении включают структурные аспекты (например, представление экстремумов в составляющих значениях, возможность наличия неучтенных, но еще не определенных количественно радиационных воздействий) и статистические аспекты (например, предположения о типах распределений, описывающих неопределенности компонентов). {2.7, 2.9}

Глобальные средние радиационные воздействия

Рис. TS.5

Рис. TS.5. (a) Глобальные средние радиационные воздействия (РВ) и их 90%-ные доверительные интервалы для различных факторов и механизмов, 2005 год. В графах справа указаны наилучшие оценки и доверительные интервалы (значения РВ), типичный географический охват воздействия (пространственный масштаб) и уровень научного понимания (УНП), означающий уровень научной достоверности (см. раздел 2.9). Погрешности для CH4, N2O и галоидоуглеводородов объединены. Показано также чистое антропогенное радиационное воздействие и его диапазон. Наилучшие оценки и области неопределенности нельзя получить простым сложением отдельных членов из-за асимметричных областей неопределенности некоторых факторов; приведенные здесь значения были получены методом Монте-Карло, описанным в разделе 2.9. Дополнительные воздействующие факторы, не указанные здесь, считаются имеющими очень низкий УНП. Вулканические аэрозоли привносят дополнительную форму естественного воздействия, но не учтены здесь из-за своего эпизодического характера. Диапазон линейных конденсационных следов не включает другие возможные влияния авиации на облачность. (b) Распределение вероятности глобального среднего совокупного радиационного воздействия всех антропогенных факторов, показанных в (а). Распределение рассчитано путем объединения наилучших оценок и неопределенностей каждого компонента. Разброс в распределении значительно увеличивается отрицательно воздействующими компонентами, неопределенности у которых больше, чем у положительных компонентов. {2.9.1, 2.9.2; рис. 2.20}

Потенциал глобального потепления (ПГП) – полезный показатель для сравнения потенциального влияния выбросов разных ДЖПГ на климат (см. табл. TS.2). Потенциалы глобального потепления позволяют сравнить комплексное радиационное воздействие за заданный период (например, 100 лет) импульсного выброса единичной массы и являются методом сравнения потенциальных изменений климата, связанных с выбросами различных парниковых газов. В концепции ПГП есть четко зафиксированные недостатки, особенно в части использования ее для оценки влияния короткоживущих видов. {2.10}

Табл. TS.2. Время жизни, радиационная эффективность и прямые (кроме CH4) потенциалы глобального потепления (ПГП) относительно CO2. {Табл. 2.14}

 Глобальный потенциал потепления за данный промежуток времени 
Промышленное обозначение или общепринятое название   Химическая формула  Время жизни (лет)  Радиационная эффективность (Вт/м2 /ppb)  ВДО (100 лет)  20 лет  100 лет  500 лет 
Углекислый газ  

CO2

 
См. нижеa  b1.4x10–5  1  1  1  
Метанc  

CH4

 
12c  3.7x10–4  21  72  25  7.6 
Закись азота  

N2O

 
114  3.03x10–3  310  289  298  153 
Вещества, контролируемые Монреальским протоколом  
ХФУ-11  

CCl3F

 
45  0.25  3,800  6,730  4,750  1,620 
ХФУ-12  

CCl2F2

 
100  0.32  8,100  11,000  10,900  5,200 
ХФУ-13  

CClF3

 
640  0.25    10,800  14,400  16,400 
ХФУ-113  

CCl2FCClF2

 
85  0.3  4,800  6,540  6,130  2,700 
ХФУ-114  

CClF2CClF2

 
300  0.31    8,040  10,000  8,730 
ХФУ-115  

CClF2CF3

 
1,700  0.18    5,310  7,370  9,990 
Галон-1301  

CBrF3

 
65  0.32  5,400  8,480  7,140  2,760 
Галон-1211  

CBrClF2

 
16  0.3    4,750  1,890  575 
Галон-2402  

CBrF2CBrF2

 
20  0.33    3,680  1,640  503 
Четыреххлор.углерод  

CCl4

 
26  0.13  1,400  2,700  1,400  435 
Метилбромид  

CH3Br

 
0.7  0.01    17  5  
Трихлорэтан  

CH3CCl3

 
5  0.06    506  146  45 
ГХФУ-22  

CHClF2

 
12  0.2  1,500  5,160  1,810  549 
ГХФУ-123  

CHCl2CF3

 
1.3  0.14  90  273  77  24 
ГХФУ-124  

CHClFCF3

 
5.8  0.22  470  2,070  609  185 
ГХФУ-141b  

CH3CCl2F

 
9.3  0.14    2,250  725  220 
ГХФУ-142b  

CH3CClF2

 
17.9  0.2  1,800  5,490  2,310  705 
ГХФУ-225ca  

CHCl2CF2CF3

 
1.9  0.2    429  122  37 
ГХФУ-225cb  

CHClFCF2CClF2

 
5.8  0.32    2,030  595  181 
Гидрофторуглероды 
ГФУ-23  

CHF3

 
270  0.19  11,700  12,000  14,800  12,200 
ГФУ-32  

CH2F2

 
4.9  0.11  650  2,330  675  205 
ГФУ-125  

CHF2CF3

 
29  0.23  2,800  6,350  3,500  1,100 
ГФУ-134a  

CH2FCF3

 
14  0.16  1,300  3,830  1,430  435 
ГФУ-143a  

CH3CF3

 
52  0.13  3,800  5,890  4,470  1,590 
ГФУ-152a  

CH3CHF2

 
1.4  0.09  140  437  124  38 
ГФУ-227ea  

CF3CHFCF3

 
34.2  0.26  2,900  5,310  3,220  1,040 
ГФУ-236fa  

CF3CH2CF3

 
240  0.28  6,300  8,100  9,810  7,660 
ГФУ-245fa  

CHF2CH2CF3

 
7.6  0.28    3,380  1030  314 
ГФУ-365mfc  

CH3CF2CH2CF3

 
8.6  0.21    2,520  794  241 
ГФУ-43-10mee  

CF3CHFCHFCF2CF3

 
15.9  0.4  1,300  4,140  1,640  500 
Перфторированные соединения  
Гексафторид серы  

SF6

 
3,200  0.52  23,900  16,300  22,800  32,600 
Трифторид азота  

NF3

 
740  0.21    12,300  17,200  20,700 
ПФУ-14  

CF4

 
50,000  0.10  6,500  5,210  7,390  11,200 
ПФУ-116  

C2F6

 
10,000  0.26  9,200  8,630  12,200  18,200 

 Глобальный потенциал потепления за данный промежуток времени 
Промышленное обозначение или общепринятое название   Химическая формула  Время жизни (лет)  Радиационная эффективность (Вт/м2 /ppb)  ВДО (100 лет)  20 лет  100 лет  500 лет 

Перфторированные соединения (продолжение)

 

ПФУ-218

 

C3F8

 
2,600  0.26  7,000  6,310  8,830  12,500 

ПФУ-318

 

c-C4F8

 
3,200  0.32  8,700  7,310  10,300  14,700 

ПФУ-3-1-10

 

C4F10

 
2,600  0.33  7,000  6,330  8,860  12,500 

ПФУ-4-1-12

 

C5F12

 
4,100  0.41    6,510  9,160  13,300 

ПФУ-5-1-14

 

C6F14

 
3,200  0.49  7,400  6,600  9,300  13,300 

ПФУ-9-1-18

 

C10F18

 
>1,000d  0.56    >5,500  >7,500  >9,500 

trifluoromethyl sulphur pentafluoride

 

SF5CF3

 
800  0.57    13,200  17,700  21,200 

Фторированные эфиры

 

ГФЭ-125

 

CHF2OCF3

 
136  0.44    13,800  14,900  8,490 

ГФЭ-134

 

CHF2OCHF2

 
26  0.45    12,200  6,320  1,960 

ГФЭ-143a

 

CH3OCF3

 
4.3  0.27    2,630  756  230 

ГХФЭ-235da2

 

CHF2OCHClCF3

 
2.6  0.38    1,230  350  106 

ГФЭ-245cb2

 

CH3OCF2CHF2

 
5.1  0.32    2,440  708  215 

ГФЭ-245fa2

 

CHF2OCH2CF3

 
4.9  0.31    2,280  659  200 

ГФЭ-254cb2

 

CH3OCF2CHF2

 
2.6  0.28    1,260  359  109 

ГФЭ-347mcc3

 

CH3OCF2CF2CF3

 
5.2  0.34    1,980  575  175 

ГФЭ-347pcf2

 

CHF2CF2OCH2CF3

 
7.1  0.25    1,900  580  175 

ГФЭ-356pcc3

 

CH3OCF2CF2CHF2

 
0.33  0.93    386  110  33 

ГФЭ-449sl (ГФЭ-7100)

 

C4F9OCH3

 
3.8  0.31    1,040  297  90 

ГФЭ-569sf2 (ГФЭ-7200)

 

C4F9OC2H5

 
0.77  0.3    207  59  18 

ГФЭ-43-10pccc124 (H-Galden 1040x)

 

CHF2OCF2OC2F4OCHF2

 
6.3  1.37    6,320  1,870  569 

ГФЭ-236ca12 (HG-10)

 

CHF2OCF2OCHF2

 
12.1  0.66    8,000  2,800  860 

ГФЭ-338pcc13 (HG-01)

 

CHF2OCF2CF2OCHF2

 
6.2  0.87    5,100  1,500  460 

Перфторполиэфиры

 

PFPMIE

 

CF3OCF(CF3)CF2OCF2OCF3

 
800  0.65    7,620  10,300  12,400 

Углеводороды и другие соединения – прямые эффекты

 

Диметилэфир

 

CH3OCH3

 
0.015  0.02    1  1  <<1 

Метиленхлорид

 

CH2Cl2

 
0.38  0.03    31  8.7  2.7 

Метилхлорид

 

CH3Cl

 
1.0  0.01    45  13  

Примечания:

ВДО обозначает Второй доклад МГЭИК об оценках (1995 г.), использованный для отчетности по РКИК.

a Функция отклика CO2, используемая в этом докладе, построена на пересмотренном варианте Бернской модели углеродного цикла, используемом в главе 10 доклада (Bern2.5CC; Joos et al. 2001), где применяется базовое значение концентрации CO2 = 378 ppm. Затухание импульса CO2 за время t выражается формулой где a0 = 0,217, a1 = 0,259, a2 = 0,338, a3 = 0,186, t1 = 172,9 года, t2 = 18,51 года, t3 = 1,186 года, для t < 1000 лет.

b Радиационная эффективность CO2 рассчитана по упрощенному выражению, предложенному МГЭИК (1990 г.) и пересмотренному в ТДО, с приведенным базовым значением концентрации 378 ppm и возмущением +1 ppm (см. раздел 2.10.2).

c Время жизни возмущения для CH4 - 12 лет, как в ТДО (см. также раздел 7.4). ПГП для CH4 включает косвенные эффекты повышения концентрации озона и стратосферного водяного пара (см. раздел 2.10)

d Предполагаемое время жизни 1000 лет – нижний предел.

Для рассматриваемого порядка величины и диапазона реалистичных воздействий есть доказательства приблизительно линейной зависимости между глобальным средним радиационным воздействием и реакцией глобальной средней приземной температуры. Пространственный характер радиационного воздействия зависит от конкретного воздействующего компонента, однако пространственный рисунок реакции климата, по оценкам, вряд ли будет совпадать с пространственным рисунком воздействия. Пространственная структура реакции климата в значительной степени регулируется климатическими процессами и обратными связями. Например, обратные связи между морским льдом и альбедо обычно усиливают реакцию в высоких широтах. На пространственную структуру реакции влияют также различия в тепловой инерции между сушей и морем. {2.8, 9.2}

Характер реакции на радиационное воздействие может существенно меняться, если его структура благоприятствует влиянию на конкретный аспект атмосферной структуры или циркуляции. Модельные исследования и сравнение данных показывают, что на среднеширотные и высокоширотные типы циркуляции, вероятно, влияют некоторые воздействия, такие как извержения вулканов, которые связаны с изменениями в Северном кольцевом режиме (СКР) и Северо-Атлантическом колебании (САК) (см. раздел 3.1 и вставку TS.2). Модели также показывают, что поглощающие аэрозоли, особенно сажа, могут уменьшать солнечную радиацию, достигающую земной поверхности, и нагревать атмосферу в региональном масштабе, влияя на вертикальный профиль температуры и крупномасштабную атмосферную циркуляцию. {2.8, 7.5, 9.2}

Пространственная структура радиационных воздействий для озона, прямых эффектов аэрозолей, взаимодействия аэрозолей с облаками и землепользования отличается значительными неопределенностями. Это контрастирует с относительно высокой степенью уверенности в пространственной структуре радиационного воздействия ДЖПГ. Чистое положительное радиационное воздействие в южном полушарии, весьма вероятно, превышает воздействие в северном полушарии из-за меньших концентраций аэрозолей в южном полушарии. {2.9}