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

TS.2.1.3 大气中卤烃、平流层臭氧、对流层臭氧和其它气体的变化

CFCs和含氢氯氟烃(HCFCs)是纯粹人为排放的温室气体,有着广泛的用途。由于在《蒙特利尔议定书》下正逐步淘汰这些气体,因此其排放已经减少。由于自然清除过程,目前大气中CFC-11和CFC-113的浓度正在降低。自TAR以来,极地雪芯中的观测资料已经扩充了现有的这些温室气体时间序列的信息。冰芯和实地观测资料证实,工业源是观测到的大气CFCs和HCFCs增加的主要原因。{2.3}

2005年,《蒙特利尔议定书》所管制的气体对直接辐射强迫的贡献为+0.32±0.03Wm–2,其中CFC-12继续成为第三种最重要的长生命期的辐射强迫因子。作为一个群体,这些气体对长生命期温室气体产生的总辐射强迫的贡献约为12%。{2.3}

《京都议定书》所包括的工业氟化气体(氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)和六氟化硫(SF6))的浓度相对很小,但正在迅速增加。2005年,它们产生的总辐射强迫为+0.017Wm–2。{2.3}

对流层臭氧是短生命期的温室气体,由大气中前体物质的化学反应所产生,具有很大的空间和时间变率。改进后的观测和模拟已经提高了对形成对流层臭氧的化学前体物质的认识,它们主要是一氧化碳、氮氧化物(包括各种来源和闪电的可能长期趋势)和甲醛。总体而言,基于最根本的过程,当前模式可以成功地模拟目前全球对流层臭氧分布的主要特征。新的卫星和实地观测资料提供了关于这些模式的重要的全球限制。可是,这些模式重建与大尺度排放或气候变化相关的臭氧变化的能力的信度较低,而且这些模式模拟观测到的20世纪臭氧浓度长期变化趋势的信度也较低。{7.4}

对流层臭氧所产生的辐射强迫估计为+0.35[+0.25~+0.65]Wm–2,其科学认识水平为中等。自TAR以来,该辐射强迫的最佳估计值并未改变。观测表明,过去几十年里许多地方的对流层臭氧变化趋势在符号和量级上变化都很大,但在低纬度地区,主要表现为相当大的增加趋势。与TAR相比,对自工业化以来因对流层臭氧增加所产生辐射强迫的模式研究在复杂性和综合性上都得到大大改进。{2.3, 7.4}

对流层臭氧变化与空气质量和气候变化相关。一些研究已经表明,夏季白天的臭氧浓度与温度强烈相关。这种相关似乎反映了与温度相关的挥发性生物有机碳排放、硝酸过氧化乙酰热分解(作为氮氧化物(NOx)的汇)以及高温与区域停滞联合的贡献。1988年夏季,异常的炎热和停滞条件是美国东北部臭氧地表水平达到最高记录年份的原因。2003年的欧洲夏季热浪也与异常高的局地臭氧地表水平相关。{框7.4}

《蒙特利尔议定书》管制气体造成的平流层臭氧破坏所产生的辐射强迫被重新估算为 –0.05±0.10Wm–2,小于TAR的数值,具有中等科学认识水平。尽管20世纪80年代和90年代期间观测到的愈来愈大的全球平流层臭氧耗损趋势不再发生,但全球平流层臭氧仍然比20世纪80年代以前的值大约低4%,并且尚不清楚臭氧层是否已经开始恢复。除了臭氧的化学破坏以外,动力学变化也可能导致北半球中纬度臭氧的减少。{2.3 }

人类活动直接排放的水汽对辐射强迫的贡献可以忽略不计。可是,随着全球平均温度的增加,对流层水汽浓度增加,这表示了一种关键反馈,但不是一种气候变化强迫。人类主要通过灌溉向大气直接排放水汽,这也是一种可能的强迫因子,但不到大气水汽自然来源的1%。通过化石燃料燃烧直接向大气注入水汽要大大低于农业活动排放的水汽。{2.5}

基于化学输送模式研究,由于CH4氧化导致的平流层水汽增加所产生的辐射强迫估计为+0.07±0.05Wm–2。对此的科学认识水平很低,因为CH4对近对流层顶水汽变化垂直结构的贡献尚不确定。导致平流层水汽增加从而产生辐射强迫的其它潜在人为原因尚未得到很好地认识。{2.3}