IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2007
第一工作组的报告 - 自然科学基础

当前气候变化的直接观测

气候系统的变暖是毫不含糊的,目前从全球平均气温和海温升高、大范围雪和冰融化、以及海平面上升的观测中得到的证据支持了这一观点(见图SPM.3)。{3.2, 4.2, 5.5}

温度、海平面高度和北半球积雪的变化

图SPM.3

图SPM.3. (a)全球平均地表温度、(b)从验潮站(蓝色)和卫星(红色)资料得到的全球平均海平面上升、以及(c)3至4月北半球积雪变化的观测结果。所有变化均相对于1961至1990年的相应均值。平滑曲线表示十年均值,圆圈表示年值。阴影区为不确定性区间,由已知不确定性(a和b)及时间序列(c)的综合分析估算得出。{问题3.1, 图1, 图4.2图5.13}

  • 根据全球地表温度[9]器测资料,最近12年中(1995至2006年)有11年位列最暖的12个年份之中(1850年以来)。更新的100年线性趋势(1906至2005年)为0.74[0.56至0.92℃],因此大于TAR时给出的1901至2000年0.6[0.4至0.8℃]的相应趋势值。近50年的线性变暖趋势(每十年0.13[0.10至0.16℃]几乎是近100年的两倍。)从1850至1899年到2001至2005年,气温升高总量为0.76[0.57至0.95]℃。城市热岛效应的影响是存在的,但也是局地的,对上述数值的影响可被忽略(在陆地上小于每十年0.006℃,在海洋上为零)。{3.2}
  • 对探空和卫星观测资料所进行的新的分析表明,对流层中下层温度的升高速率与地表温度记录类似,并在其各自的不确定性范围内相一致,这在很大程度上弥合了TAR中所指出的差异。{3.2, 3.4}
  • T至少从20世纪80年代以来,无论在陆地和海洋上空,还是在对流层上层,平均大气水汽含量都有所增加,这与较暖空气能够容纳更多水汽总体一致。{3.4}
  • 自1961年以来的观测表明,全球海洋平均温度的增加已延伸到至少3000米深度,海洋已经并且正在吸收80%以上被增添到气候系统的热量。这一变暖引起海水膨胀,并造成海平面上升(见表SPM-1)。{5.2, 5.5}
  • 南北半球的山地冰川和积雪总体上都已退缩。冰川和冰帽的大范围减少造成了海平面上升(冰帽不包括格陵兰和南极冰盖的贡献)(见表SPM-1)。{4.6, 4.7, 4.8, 5.5}
  • 自TAR以来目前的最新资料显示,格陵兰和南极冰盖的损耗,很可能造成了1993至2003年的海平面上升(见表SPM-1)。某些格陵兰和南极溢出冰川流速已经加快,这些溢出冰川把冰从冰盖内部排出。相应地,冰盖物质损耗的增加,已经常伴随着冰架的变薄、缩减或损耗,或浮动冰舌的损耗。冰的这种动力损耗,足够解释南极大部分的净物质损耗和格陵兰大致一半的净物质损耗。剩余的格陵兰冰损耗,是由于融化损耗超过了降雪累积。{4.6, 4.8, 5.5}
  • 在1961至2003年期间,全球平均海平面上升的平均速率为1.8 [1.3至2.3] 毫米/年。在1993至2003年期间,该速率有所增加,约为3.1 [2.4至3.8] 毫米/年。尚不清楚在1993至2003年期间出现的较高速率,反映的是年代际变率还是长期增加趋势。从19到20世纪,观测到的海平面上升速率的增加具有高信度。20世纪海平面上升的总估算值为0.17 [0.12至0.22] 米。{5.5}
  • 在1993至2003年间,气候因子的贡献量总和与直接观测的海平面上升总量在不确定性范围内相一致(见表SPM.1),这些估算值基于目前改进的卫星和实地观测资料。在1961至2003年间,气候因子的贡献量总和估算值,比观测到的海平面上升要小。对1910至1990年,TAR给出了相似的差异。{5.5}

表SPM.1. 观测到的海平面上升速率以及估算的各种因子的贡献。{5.5, 表5.3}

 海平面上升速率(毫米/年) 
海平面上升的贡献因子 1961–2003 1993–2003 
热膨胀 0.42± 0.12 1.6 ± 0.5 
冰川和冰帽 0.50± 0.18 0.77± 0.22 
格陵兰冰盖 0.05± 0.12 0.21± 0.07 
南极冰盖 0.14± 0.41 0.21± 0.35 
海平面上升的单个气候因子的贡献总和 1.1 ± 0.5 2.8 ± 0.7 
观测到的海平面上升总量 1.8 ± 0.5a 3.1 ± 0.7a 
差(观测值减去气候贡献因子估算总值) 0.7 ± 0.7 0.3 ± 1.0 

表注:

a 1993年之前为验潮站资料,之后为卫星测高资料

在大陆、区域和洋盆尺度上,已观测到气候的多种长期变化,包括北极的温度和冰、大范围的降水量、海水盐度、风场、以及包括干旱、强降水、热浪和热带气旋[10]强度在内的极端天气方面的变化。{3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 5.2}

  • 近100年来,北极平均温度几乎以两倍于全球平均速率的速度升高。北极温度具有很高的年代际变率,在1925至1945年期间也观测到一个暖期。{3.2}
  • 1978年以来的卫星资料显示,北极年平均海冰面积以每十年2.7%[2.1至3.3%]的速率退缩,较大幅度的退缩出现在夏季,为每十年7.4% [5.0至9.8%]。这些数值与TAR给出的结果一致。{4.4}
  • 自20世纪80年代以来,北极多年冻土层顶部温度普遍上升(高达3℃)。自1900年以来,北半球季节冻土的最大面积减少了约7%,春季减少高达15%。{4.7}
  • 已在许多大的地区[11]观测到降水量在1900至2005年间存在长期趋势。在北美和南美东部、欧洲北部、亚洲北部和中部,已观测到降水量显著增加;在萨赫勒、地中海、非洲南部、亚洲南部部分地区,已观测到降水量的减少。降水的时空变化很大,且在某些地区缺少观测资料。对于所评估的其它大的地区,尚未观测到长期趋势。{3.3, 3.9}
  • 中高纬海水的淡化与低纬海水盐度的升高,表明海洋上的降水与蒸发存在变化。{5.2}
  • 自20世纪60年代以来,南北半球的中纬度西风带西风都在加强。{3.5}
  • 自20世纪70年代以来,在更大范围地区,尤其是在热带和副热带,观测到了强度更强、持续更长的干旱。与温度升高和降水减少有关的变干增加,促成了干旱的变化。海表温度(SST)和风场的变化、以及积雪减少,也与干旱的发生有关。{3.3}
  • 大多数陆地上的强降水事件发生频率有所上升,这与变暖和观测到的大气水汽增加相一致。{3.8, 3.9}

近50年来已观测到极端温度的大范围变化。冷昼、冷夜和霜冻的发生频率已减小,而热昼、热夜和热浪的发生频率已增加(见表SPM.2)。{3.8}

表SPM.2. 近期的趋势,人类活动对其影响的评估,和对20世纪后期观测到存在变化趋势的极端天气事件的预估。{表3.7, 3.8, 9.4, 章节3.8, 5.5, 9.7, 11.2至11.9}

 20世纪后期出现变化趋势的可能性(以1960年之后为代表)  人类活动对观测到的变化趋势产生影响的可能性 b 基于SRES情景的21世纪预估结果,未来存在变化趋势的可能性 
多数大陆地区冷昼/冷夜偏暖/偏少  很可能c  可能d  几乎确定d 
多数大陆地区热昼/热夜偏暖/偏多  很可能e  可能(夜)d  几乎确定d 
暖事件/热浪。多数大陆地区发生 频率增加  可能  多半可能f  很可能 
强降水事件。多数地区发生频率(或强降雨占总降水的比例)增加  可能  多半可能f  很可能  
受干旱影响地区增加  自20世纪70年代以来许多地 区可能  多半可能  可能 
强热带气旋活动增加  自1970年以来某些地区可能   多半可能f   可能 
由极高海平面所引发的事件 增多(不含海啸) 可能  多半可能f,h   可能i 

表注:

a 定义详见表3.7

b 见表TS.4框TS 3.4和表9.4

c 降低的冷昼/冷夜发生频率(最冷的10%部分)。

d 每年最极端昼/夜的变暖。

e 增加的热昼/热夜发生频率(最热的10%部分)。

f 未评估人为贡献的大小。这些现象的归因分析是基于专家判断,而非正式的归因研究。

g 极高海平面决定于平均海平面和区域天气系统。这里定义为某给定时段内某站每小时的海平面观测值中最高的1%部分。

h 观测到的极高海平面变化与平均海平面变化紧密相随{5.5.2.6},人类活动很可能 造成平均海平面的上升{9.5.2}。

i 在所有情景中,预估的2100年全球平均海平面高于参考时段{10.6}。尚未评估区域天气系统变化对极端海平面的影响。

  • 一些观测证据表明,大约从1970年以来,北大西洋的强热带气旋活动增加,与热带海表温度升高相关。在其它一些地区也存在一些迹象,表明强热带气旋活动增加,而对这些地区数据质量的关注更多。多种年代际变率的存在,以及1970年前后开始的常规卫星观测之前的热带气旋记录的资料质量,使对热带气旋活动长期趋势的检测复杂化。每年的热带气旋个数没有明显变化趋势。{3.8}

尚未观测到气候某些方面的变化。{3.2, 3.8, 4.4, 5.3}

  • TAR给出了温度日较差(DTR)降低的结果,但可用的资料年限仅为1950至1993年。更新的观测揭示出1979至2004年DTR未发生变化,因为日间和夜间温度均以大致相同的速率升高。不同地区的变化趋势差异很大。{3.2}
  • 南极海冰范围仍表现出年际变率和局地变化,但在统计上不存在显著的平均趋势,这与整个地区平均气温无变暖相一致。{3.2, 4.4}
  • 尚无足够的证据确认全球海洋经向翻转环流(MOC)或一些如龙卷、雹、闪电和沙尘暴等小尺度现象是否存在着变化趋势。{3.8, 5.3}
  1. ^  指陆地上近地表气温和海表温度的平均。
  2. ^  热带气旋包括飓风和台风。
  3. ^  所评估的地区为TAR中有关地区预估的章节和本报告第11章所考虑的地区