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2007 Nobel Peace Prize



IPCC
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IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2007
第一工作组的报告 - 自然科学基础
报告的内容TSTS.2TS.2.5

TS.2.5 净全球辐射强迫，全球变暖潜势和 强迫型态

从TAR以来，关于人类活动影响气候变暖和变冷的认识已经有很大提高，从而对1750年以来人类活动的影响为净的正强迫+1.6[+0.6to+2.4]Wm–2有了非常高的信度。从TAR以来，对强迫机制增进的认识和更好的量化使首次得到一综合的净的人类活动辐射强迫变成可能。把每一强迫因子和它们的不确定性结合在一起得出了综合的人类辐射强迫估计的概率分布(图TS.5)；太阳辐照度变化造成的辐射强迫最可能的值大约比估计值大一个量级。由于估计的范围是+0.6至+2.4Wm–2，因此对于由于人类活动造成的净的正的辐射强迫有较高的信度。LLGHG总的贡献是+2.63±0.26Wm–2，这是主要的辐射强迫项并且有最高的科学认识水平。对比而言，还没有很好地认识对负的强迫有贡献的总的直接气溶胶、云反照率和地表反照率，还有比较大的不确定性。净估计的范围增加了负的强迫项，这比正的强迫项有更大的不确定性。估计云反照率影响时的不确定性性质造成了分布方面值得注意的非对称性。分布上的不确定性包括结构方面(例如，在组成方面极端事件的表征，缺少任何权重的辐射强迫机制，没有考虑和定量辐射强迫的可能性)和统计方面(例如，关于描述组成因子不确定性分布的类型)。{2.7, 2.9}

全球平均辐射强迫

图TS.5

图TS.5. (a) 2005年各种因子和物理构成的全球平均的辐射强迫(RF)和它们90%的信度区间。右边一栏说明最佳估计和信度区间(RF值)； 强迫的典型地理范围(空间尺度)；和如2.9节所解释的表明科学信度水平的科学认识水平(LOSU)。给出了CH4 、 N2O和卤烃的误差。也给出了净的人为辐射强迫及其范围。由于一些因子的非对称的不确定性范围，通过每一项的直接相加得不到最佳估计和不确定性范围；这里给出的值是用如2.9节所讨论的蒙特卡罗(Monte Carlo)方法得到的。这里没有包括其它的强迫因子，被认为只有非常低的科学认识水平。火山气溶胶尽管是一种另外的自然强迫形式，但由于它们的突然性质而没有在这里予以考虑。线性的飞行云范围没有包括飞行对云的其它可能影响。(b)如(a)所示的各种人为因子的全球平均的综合的辐射强迫的概率分布。分布是通过结合每一因子的最佳估计和不确定性计算得到的。通过负的强迫项显著地增加了分布的范围，它比正的强迫项有更大的不确定性。{2.9.1, 2.9.2; 图 2.20}

全球变暖潜势(GWP)对于比较不同LLGHGs排放情景下潜在气候影响是一种有用的度量尺度(见表TS.2)。全球变暖潜势以单位质量的脉冲排放比较规定时间内的(例如，100年)总辐射强迫，它是一种比较与不同温室气体排放有联系的潜在气候变化的途径。已有研究表明GWP概念存在不足，这种不足特别体现在使用它评估短生命物种的影响。{2.10}

表TS.2 相对于CO2的生命期、辐射效率和直接的(CH4 除外)全球变暖潜势(GWP){Table 2.14

工业用名辐射       特定时段的全球变暖潜势 
或通用名称    生命期  效率  SAR‡       
(年)   化学分子式   (年)  (W m–2 ppb–1)  (100-年)  20-年  100-年  500-年 
二氧化碳  CO2  见注释a  b1.4x10–5  1  1  1  1 
甲烷  CH4  12c  3.7x10–4  21  72  25  7.6 
氧化亚氮  N2O  114  3.03x10–3  310  289  298  153 
蒙特利尔公约限制的物质  
CFC-11  CCl3F  45  0.25  3,800  6,730  4,750  1,620 
CFC-12  CCl2F2  100  0.32  8,100  11,000  10,900  5,200 
CFC-13  CClF3  640  0.25    10,800  14,400  16,400 
CFC-113  CCl2FCClF2  85  0.3  4,800  6,540  6,130  2,700 
CFC-114  CClF2CClF2  300  0.31    8,040  10,000  8,730 
CFC-115  CClF2CF3  1,700  0.18    5,310  7,370  9,990 
哈龙-1301  CBrF3  65  0.32  5,400  8,480  7,140  2,760 
哈龙-1211  CBrClF2  16  0.3    4,750  1,890  575 
哈龙-2402  CBrF2CBrF2  20  0.33    3,680  1,640  503 
四氯化碳  CCl4  26  0.13  1,400  2,700  1,400  435 
甲基溴  CH3Br  0.7  0.01    17  5  1 
甲基氯仿  CH3CCl3  5  0.06    506  146  45 
HCFC-22  CHClF2  12  0.2  1,500  5,160  1,810  549 
HCFC-123  CHCl2CF3  1.3  0.14  90  273  77  24 
HCFC-124  CHClFCF3  5.8  0.22  470  2,070  609  185 
HCFC-141b  CH3CCl2F  9.3  0.14    2,250  725  220 
HCFC-142b  CH3CClF2  17.9  0.2  1,800  5,490  2,310  705 
HCFC-225ca  CHCl2CF2CF3  1.9  0.2    429  122  37 
HCFC-225cb  CHClFCF2CClF2  5.8  0.32    2,030  595  181 
氢氟碳化物               
HFC-23  CHF3  270  0.19  11,700  12,000  14,800  12,200 
HFC-32  CH2F2  4.9  0.11  650  2,330  675  205 
HFC-125  CHF2CF3  29  0.23  2,800  6,350  3,500  1,100 
HFC-134a  CH2FCF3  14  0.16  1,300  3,830  1,430  435 
HFC-143a  CH3CF3  52  0.13  3,800  5,890  4,470  1,590 
HFC-152a  CH3CHF2  1.4  0.09  140  437  124  38 
HFC-227ea  CF3CHFCF3  34.2  0.26  2,900  5,310  3,220  1,040 
HFC-236fa  CF3CH2CF3  240  0.28  6,300  8,100  9,810  7,660 
HFC-245fa  CHF2CH2CF3  7.6  0.28    3,380  1030  314 
HFC-365mfc  CH3CF2CH2CF3  8.6  0.21    2,520  794  241 
HFC-43-10mee  CF3CHFCHFCF2CF3  15.9  0.4  1,300  4,140  1,640  500 
全氟化合物  
六氟化硫  SF6  3,200  0.52  23,900  16,300  22,800  32,600 
三氟化氮  NF3  740  0.21    12,300  17,200  20,700 
PFC-14  CF4  50,000  0.10  6,500  5,210  7,390  11,200 
PFC-116  C2F6  10,000  0.26  9,200  8,630  12,200  18,200 
PFC-218  C3F8  2,600  0.26  7,000  6,310  8,830  12,500 
PFC-318  c-C4F8  3,200  0.32  8,700  7,310  10,300  14,700 
PFC-3-1-10  C4F10  2,600  0.33  7,000  6,330  8,860  12,500 
PFC-4-1-12  C5F12  4,100  0.41    6,510  9,160  13,300 
PFC-5-1-14  C6F14  3,200  0.49  7,400  6,600  9,300  13,300 
PFC-9-1-18  C10F18  >1,000d  0.56    >5,500  >7,500  >9,500 
三氟甲基苯甲醛 五氟化硫 SF5CF3  800  0.57    13,200  17,700  21,200 
氟化醚  
HFE-125  CHF2OCF3  136  0.44    13,800  14,900  8,490 
HFE-134  CHF2OCHF2  26  0.45    12,200  6,320  1,960 
HFE-143a  CH3OCF3  4.3  0.27    2,630  756  230 
HCFE-235da2  CHF2OCHClCF3  2.6  0.38    1,230  350  106 
HFE-245cb2  CH3OCF2CHF2  5.1  0.32    2,440  708  215 
HFE-245fa2  CHF2OCH2CF3  4.9  0.31    2,280  659  200 
HFE-254cb2  CH3OCF2CHF2  2.6  0.28    1,260  359  109 
HFE-347mcc3  CH3OCF2CF2CF3  5.2  0.34    1,980  575  175 
HFE-347pcf2  CHF2CF2OCH2CF3  7.1  0.25    1,900  580  175 
HFE-356pcc3  CH3OCF2CF2CHF2  0.33  0.93    386  110  33 
HFE-449sl (HFE-7100)  C4F9OCH3  3.8  0.31    1,040  297  90 
HFE-569sf2 (HFE-7200)  C4F9OC2H5  0.77  0.3    207  59  18 
HFE-43-10pccc124 (H-Galden 1040x)  CHF2OCF2OC2F4OCHF2  6.3  1.37    6,320  1,870  569 
HFE-236ca12 (HG-10)  CHF2OCF2OCHF2  12.1  0.66    8,000  2,800  860 
HFE-338pcc13 (HG-01)  CHF2OCF2CF2OCHF2  6.2  0.87    5,100  1,500  460 
乙基全氟异丁基醚  
PFPMIE  CF3OCF(CF3)CF2OCF2OCF3  800  0.65    7,620  10,300  12,400 
碳氢化合物及其它化合物 – 直接影响  
二甲醚  CH3OCH3  0.015  0.02    1  1  <<1 
二氯甲烷  CH2Cl2  0.38  0.03    31  8.7  2.7 
氯甲烷  CH3Cl  1.0  0.01    45  13  4 

注释：

‡ SAR指《政府间气候变化专门委员会第二次评估报告》(1995)，用于在《联合国气候变化框架公约》下的报告。

a 本次报告使用的CO2响应函数基于本次报告第10章所使用的Bern碳循环模式的修正版本(Bern2.5CC; Joos等. 2001)，其使用的CO2背景浓度378 ppm，CO2脉冲随时间的衰减是通过以下表达式给出。 其中 a0 = 0.217，a1 = 0.259，a2 = 0.338，a3 = 0.186，t1 = 172.9 年，t2 = 18.51 年，和 t3 = 1.186 年，t < 1，000 年。

b 用TAR中修正的IPCC (1990)简化表达式计算的CO2辐射效率，其中更新的背景浓度为378 ppm+1 ppm的扰动值(见2.10.

2节)。

c 如TAR中CH4的扰动生命期是12年(见7.4节)。CH4的GWP包括臭氧和平流层水汽增加的间接影响(见2.10节)。

d 假定的1000年生命期是一比较低的界限。

对于所考虑的实际的强迫强度和范围，证据表明在全球平均的辐射强迫和全球平均的地表温度响应之间是一种近似的线性关系。对于不同的强迫因子，辐射强迫的空间型态是不同的。然而，气候响应的空间信号通常并不象预期的那样与强迫的空间分布型态相对应。气候响应的空间型态主要受气候过程和反馈的控制。例如，海冰-反照率反馈往往增强高纬度的响应。响应的空间型态也受到海陆之间热惯性差异的影响。{2.8, 9.2}

如果这种结构有助于影响大气结构或环流的特殊方面，那么可以充分地改变对辐射强迫响应的型态。模拟研究和资料比较表明，中高纬度环流结构可能受到一些强迫如火山爆发的影响，这与北半球环状模态(NAM)和北大西洋涛动(NAO)的变化有联系(见第3.1节和黑框TS.2)。模拟也表明吸收的气溶胶，特别是黑碳，可以减少到达地面的太阳辐射，也可以加热区域尺度范围内的大气, 因而影响垂直温度廓线和大尺度大气环流。{2.8, 7.5, 9.2}

与LLGHGs辐射强迫空间型态的相对高的信度相比，臭氧辐射强迫的空间型态、气溶胶的直接影响、气溶胶-云的相互作用以及土地使用有相当大的不确定性。由于南半球比较小的气溶胶浓度，南半球的净的正辐射强迫很可能超过北半球。{2.9}

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