未来气候变化预估

与TAR相比，本次气候变化预估评估的一项重要进展，就是有从更多的模式中得到的大量可用的数值模拟结果。连同使用从观测得到的附加信息，这为估算未来气候变化诸多方面的可能性提供了量化的基础。模式模拟覆盖了一系列包括理想化排放或浓度假定的未来可能情形。这些包括2000至2100年SRES^[14]解释性标志情景，以及2000年或2100年后温室气体和气溶胶浓度保持稳定条件下的模式试验。

在一系列SRES排放情景下，预估的未来20年变暖为每十年0.2℃。即使所有温室气体和气溶胶浓度稳定在2000年水平，仍会出现每十年0.1℃的进一步变暖。{10.3, 10.7}

• 自1990年IPCC第一次评估报告以来，预估结果显示出1990至2005年全球平均温度升高约为每十年0.15至0.3℃，而观测结果为每十年约增加0.2℃，二者的可比性增强了近期预估结果的信度。{1.2, 3.2}
• 假定所有辐射强迫因子都控制在2000年水平，模式试验显示，主要由于海洋响应缓慢，未来20年仍会以每十年约0.1℃的速率，存在进一步变暖趋势。如果排放处于SRES各情景范围之内，则变暖幅度预计将是其两倍(每十年0.2℃)。模式预估结果的最佳估算值表明，在所有有人类居住的大陆，SRES情景的选择对2030年前的十年平均变暖幅度影响不大，且很可能至少是20世纪相应模式估算的自然变率结果的两倍。{9.4, 10.3, 10.5, 11.2至11.7, 图TS.29}

以等于或高于当前的速率持续排放温室气体，会导致进一步变暖，并引发21世纪全球气候系统的许多变化，这些变化将很可能 大于20世纪的观测结果。{10.3}

• 气候变化模拟的进展，使目前能够给出针对不同排放情景下，变暖预估结果的最佳估算值及其经可能性评估的不确定性范围。本报告明确给出了不同排放情景下的预估结果，以避免政策相关信息的损失。表SPM.3给出了相对于1980至1999年平均的21世纪末(2090至2099年)全球平均地表变暖的预估。这反映了低排放与高排放情景的差别，以及与这些情景相关的变暖预估结果的不确定性。{10.5}
• 本次评估和表SPM.3给出了六个SRES排放标志情景下，全球平均地表变暖的最佳估算值及其可能性范围。例如，对于低排放情景(B1)，最佳估算值为1.8℃(可能性范围1.1至2.9℃)，对于高排放情景(A1FI)，最佳估算值为4.0℃(可能性范围2.4至6.4℃)。尽管这些预估结果与TAR给出的范围(1.4至5.8℃)较为一致，但它们不能用来直接比较(见图SPM.5)。由于AR4给出了每个标致情景的最佳估算值及其可能性范围，因此在这点上更进了一步。对可能性范围的最新评估，是根据更多的气候模式结果得出的，这些模式更为复杂，更接近真实情况，同时考虑了碳循环反馈的本质，以及从观测得到的气候响应约束。{10.5}

  地表温度的海气耦合模式预估结果

  

  图SPM.5. 各实线分别表示A2、A1B和B1情景下的多模式全球平均地表变暖(相对于1980至1999年平均)，并作为20世纪模拟结果的延续，阴影区表示各模式年值的正负一个标准差范围。橘红色线表示将控制在2000年浓度水平上的模拟试验结果，右侧的灰色条表示最佳估算值(各条中间的实线)和六个SRES标志情景可能范围的评估结果。对灰色条中最佳估算值及其可能范围的评估结果，包括图左边的海气耦合模式结果，以及一系列单个模式和观测约束和结果。{图 10.4 和 10.29}

• 变暖趋向于降低陆地和海洋的大气二氧化碳吸收，提高存留在大气中的人为排放的比例。例如，在A2情景下，二氧化碳反馈作用对应的2100年相应的全球平均变暖在1℃以上。温度预估结果不确定性范围的上限大于TAR(见表SPM.3)，主要是因为目前可用的更多的模式，都揭示了存在更强的气候–碳循环反馈。{7.3, 10.5}

  表SPM.3. 21世纪末全球平均地表变暖和海平面上升预估结果。{10.5, 10.6, 表10.7}

  	温度变化（单位：℃，相对1980 至1999年平均的2090至2099年结果）a		海平面上升（单位：米，相对1980 可能性范围 至1999年平均的2090至2099年结果）
  个例	最佳估值	可能性范围
  稳定在2000年的浓度水平b	0.6	0.3 – 0.9	NA
  B1情景	1.8	1.1 – 2.9	0.18 – 0.38
  A1T情景	2.4	1.4 – 3.8	0.20 – 0.45
  B2情景	2.4	1.4 – 3.8	0.20 – 0.43
  A1B情景	2.8	1.7 – 4.4	0.21 – 0.48
  A2情景	3.4	2.0 – 5.4	0.23 – 0.51
  A1FI情景	4.0	2.4 – 6.4	0.26 – 0.59

  表注:

  ^a 这些估算值的评估源自一系列模式，包含一个简单的气候模式，几个中等复杂程度的地球模拟器（EMICs），以及大量的全球海气耦合

  模式（AOGCMs）。

  ^b 2000年稳定水平仅得自于海气耦合模式

• 表SPM.3给出了基于模式结果的21世纪末(2090至2099年)全球平均海平面上升幅度的预估。对于每个情景，表SPM.3中预估范围的中心点，都在TAR模式给出的2090至2099年平均值的10%界限内。信度范围比TAR更为集中的主要原因，是由于对预估的贡献因子^[15]不确定性认识的提高。{10.6}
• 因为仍缺少文献基础，目前使用的模式都没有考虑气候–碳循环反馈的不确定性，也没有包括冰盖流变化的全部影响。预估结果包含了一个贡献因子，即以观测到的1993至2003年格陵兰和南极冰流速率为参照的增大的冰流速率，但未来这些冰流速率可能会增加，也可能会减小。例如，如果冰流速率的贡献与全球平均温度变化同样呈线性增长的话，那么表SPM.3中给出的SRES情景下海平面上升预估上界会再增加0.1至0.2米。不排除出现更大值的可能性，但由于对各种作用的理解非常有限，还不足以评估其可能性范围、给出最佳估算值或给出海平面上升的上限值。(10.6}
• 大气二氧化碳浓度的不断增加导致了海水酸化程度的不断增加。基于SRES情景的预估结果显示，21世纪全球平均大洋表面的pH^[16]将会降低0.14至0.35个单位，加剧了工业化前至今0.1个单位的降幅。{5.4，框7.3, 10.4}

目前对变暖型和其它区域尺度特征的预估结果更为可信，包括风场、降水、以及极端事件和冰的某些方面的变化。{8.2, 8.3, 8.4, 8.5, 9.4, 9.5, 10.3, 11.1}

• 21世纪的变暖预估结果显示出与情景无关的空间地理分布型，这与近50年的观测结果相似。预计陆地上和大多数北半球高纬地区的变暖最为显著，而南大洋和北大西洋的变暖最弱(见图SPM.6)。{10.3}

  地表温度的预估结果

  

  图SPM.6. 相对于1980至1999年平均，21世纪初期和末期全球平均温度变化的预估结果。中图和右图分别为SRES B1(上)、A1B(中)和A2(下)情景下2020至2029年(中)和2090至2099年(右)海气耦合模式的多模式平均预估结果。左图为以全球平均变暖估算的相对概率表示的相应不确定性，相对概率得自于针对相同时段所作的几个不同的海气耦合模式和中等复杂程度地球模拟器的研究。由于一些研究仅给出了部分SRES情景下的结果，或者给出了多种模式版本的结果，因此左图中曲线数目的不同，仅仅是由于所得到的结果数目的差异。{图10.8和10.28}

• 预估结果显示，积雪会退缩，大部分多年冻土区的融化深度会广泛增加。{10.3, 10.6}
• 所有SRES情景下的预估结果显示，北极和南极的海冰会退缩。某些预估结果显示，21世纪后半叶北极暮夏的海冰几乎会完全消融。{10.3}
• 热事件、热浪和强降水事件的发生频率很可能将会持续上升。{10.3}
• 基于大量的模式结果，随着热带SST的上升，未来热带气旋(台风和飓风)可能将变得更强，并伴随着更高峰值的风速，以及与热带海表温度持续增加有关的更强的降水。全球热带气旋数目减少预估结果的信度不高。1970年以来，某些地区超强风暴的比例明显增加，远大于现有模式的同期模拟结果。{9.5, 10.3, 3.8}
• 预估结果显示，温带地区的风暴路径会向极地方向移动，引起风、降水和温度场的相应变化，延续了近半个世纪以来所观测到的总体分布型的变化趋势。{3.6, 10.3}
• 自TAR以来，对降水分布预估结果的认识不断提高。高纬地区的降水量很可能 增多，而多数副热带大陆地区的降水量可能 减少(在A1B情景下，到2100年会减少多达20%，见图SPM.7)，延续了近期所观测到的变化趋势。{3.3, 8.3, 9.5, 10.3, 11.2至11.9}

  降水量变化分布的预估结果

  

  图SPM.7. 相对于1980至1999年平均的2090至2099年降水（百分率）变化。图中所示为SRES A1B情景下12至2月（左图）、6至8月（右图）的多模式平均结果。白色区域为模式变化符号一致性少于66%的区域，点状区域为模式变化符号一致性多于90%的区域。{图10.9}

• 基于目前模式的模拟，21世纪大西洋经向翻转环流(MOC)将很可能减缓。多模式平均计算结果表明，在SRES A1B排放情景下，到2100年降低25%(范围从0到约50%)。预估结果表明，大西洋地区温度会升高，尽管这种变化是由于预估的温室气体增加所导致的大得多的变暖。21世纪期间，经向翻转环流很不可能会出现明显的突变。经向翻转环流的更长期的变化尚无法进行可靠的评估。{10.3, 10.7}

鉴于各种气候过程、反馈及其相应的时间尺度，即使温室气体浓度趋于稳定，人为变暖和海平面上升仍会持续数个世纪。{10.4, 10.5, 10.7}

• 当气候系统变暖时，气候–碳循环的耦合预期还会向大气中增加二氧化碳，但尚不清楚这种反馈的大小。这增加了为达到某一特定大气二氧化碳稳定浓度水平所需的二氧化碳排放轨迹的不确定性。基于当前对气候–碳循环反馈的认识，许多模式结果表明，要使二氧化碳稳定在450ppm的水平，需要将21世纪的累积排放从670[630至710]十亿吨碳(合2460[2310至2600]十亿吨二氧化碳)，减少到约490[375至600]十亿吨碳(合1800 [1370至2200]十亿吨二氧化碳)。类似地，要使二氧化碳稳定在1000ppm的水平，这种反馈需要将累积排放从1415[1340至1490] 十亿吨碳(合5190[4910至5460]十亿吨二氧化碳)减少到约1100[980至1250]十亿吨碳(合4030[3590至4580]十亿吨二氧化碳)。{7.3, 10.4}
• 如果到2100年辐射强迫稳定在B1或A1B水平^[14]上，仍然预计全球平均气温会再变暖0.5℃，并主要在2200年之前。{10.7}
• 如果到2100年辐射强迫稳定在A1B水平^{[11 ]}上，到2300年之前，仅热膨胀就会引起海平面上升0.3至0.8 米(相对于1980至1999年)，并且由于将热量混合到深海需要一段时间，热膨胀会持续许多个世纪。{10.7}
• 预估结果显示，格林兰冰盖的退缩会在2100年后继续造成海平面上升。现有模式结果表明，在1.9至4.6℃的全球平均变暖(相对于工业化前)情况下，与温度变化相关的冰物质损耗的增加，比由于降水变化得到的积累更为迅速，因此表面的物质平衡为负。如果负的表面物质平衡持续千年，会最终导致格林兰冰盖的完全消融，进而造成海平面上升约7米。这些温度值与推断出的12.5万年前末次间冰期的温度相当，古气候资料显示，当时极冰面积缩减，海平面上升4至6米。{6.4, 10.7}
• 与冰流有关的某些动力过程未包含在当前的模式中，但近期观测显示，它有可能会增大冰盖对变暖的脆弱性，进而加剧未来海平面上升。但限于对这些过程的认识程度，尚未在其作用程度上达成共识。{4.6, 10.7}
• 目前的全球模式研究预估结果表明，南极冰盖将会维持在非常寒冷的状态，不至于会出现大范围表层融化的现象，而且由于降雪增加，冰量还会增大。然而，如果动力冰耗主导了冰盖的质量平衡，有可能会发生冰量的净损失。{10.7}
• 鉴于清除大气中二氧化碳气体所需的时间尺度，过去和未来的人为二氧化碳排放将使变暖和海平面上升现象延续到千年以上。{7.3, 10.3}