TS.3.4 观测资料之间的一致性
在本节中，根据对变量之间物理关系的概念了解，对不同气候变量方面的变率和趋势进行了检验，包括大气、冰雪圈和海洋，以检验其一致性。例如温度增加将加强水汽的持有能力。温度和/或降水的变化应与那些冰川中的明显变化相一致。使用不同技术工具和变量开展的独立观测之间的一致性对认识水平提供了一次关键的检验，因而提高了信度。{3.9}
大气、冰雪圈和海洋方面的变化毫不含糊地表明世界正在变暖。{3.2，3.9，4.2，4.4–4.8，5.2，5.5}
地表气温和SST两者都呈现变暖。在两个半球上，过去几十年，陆上地区变暖速度比海洋变暖速度更快，这与大得多的海洋热惯性是一致的。{3.2}
气候变暖与所观测到的日暖极值数量的增加是一致的，与日冷极值数量的减少以及中纬度地区霜日数量的减少也是一致的。{3.2, 3.8}
自1979年以来的地表气温趋势与更高高度上的气温趋势是一致的。可能是对流层的变暖稍微大于地表的变暖，并有一个更高的对流层顶，这与对基本自然过程的预期是一致的，与所观测到的温室气体增加以及平流层臭氧耗减也是一致的。{3.4, 9.4}
框TS.4: 海平面
沿岸海平面是由许多种因素决定的，这些因素的时间尺度又宽泛不一：几小时到几天(潮汐和天气)、几年到几千年(气候)以及更长时间。陆地本身可上升和下降，当使用验潮仪测量资料评估海洋气候变化对沿岸海平面的影响时，对这种区域性陆地运动需要加以考虑。沿岸验潮仪显示全球平均海平面在20世纪有所上升。自90年代初以来，通过卫星对海平面一直进行着连续近全球的覆盖观测。卫星资料和验潮仪资料在众多空间尺度上是吻合的，表明全球平均海平面在这一时段继续上升。海平面变化显示了地理变化，由于几个因素的原因，包括海洋温度、盐度、风、和海洋环流的变化分布。区域海平面受到气候变率影响的时间尺度要短一些，例如与厄尔尼诺和北大西洋涛动的关系，这种区域性年际变化可比全球趋势大得多，也可弱得多。
根据对海洋温度的观测，海水在变暖时的热膨胀极大促进了最近几十年的海平面上升。气候模式与海洋观测是一致的，表明热膨胀预期在未来100年继续对海平面上升做出贡献。由于深海温度变化缓慢，热膨胀会在许多世纪里继续发生，即使大气中温室气体浓度稳定了下来。
当水从陆地传送到海洋或从海洋传送到陆地时，全球平均海平面也随着上升或下降。某些人类活动可促进海平面的变化，特别是抽取地下水和建造水库。然而，陆地上储存的淡水主要是冷冻在冰川、冰帽和冰盖中的水。海平面在冰期阶段低了100多米，因为北半球大陆当时大量部分为冰盖所覆盖。冰川和冰帽现在退去从而正极大地促进着海平面的上升。预期在未来100年会继续如此。由于这一储存的淡水的减少，其贡献在其后几个世纪应会下降。
格陵兰冰盖和南极冰盖含冰量要多得多，可为许多世纪做出重大贡献。最近几年，格陵兰冰盖出现了更大程度的融化，而且预计融化程度还会进一步加大。在气候偏暖的情况下，模式显示冰盖会积累更多的降雪，海平面呈下降趋势。然而，最近几年，任何此类趋势可能被冰流加速所超过，在这些冰盖的边沿地区，观测到更大的冰流溢出。虽然对冰流加速的过程尚未完全认识，但是该过程可导致海平面因冰盖变化而在未来出现总体净上升。
与气候和天气相关的对海平面的最大影响是时间尺度为几天和几小时的极端事件，即与热带气旋和中纬度风暴相关。低气压和大风生成大的地海平面移动，称为“风暴潮”，当风暴潮与高潮汐重合时，情况尤为严重。这些极端海平面事件发生频率的变化既受到平均海平面变化的影响，又受到引起极端情况的气象现象变化的影响。{5.5}
温度变化大体与所观测到的几乎全球性的冰雪圈退缩相一致。山地冰川物质和范围出现了广泛的减少。气候变化与变暖的一致性还表现在雪盖、积雪厚度、北冰洋海冰范围、常年冻土层厚度和温度、季节性冻土范围和江河湖泊结冰季节长度的减少。{3.2，3.9，4.2–4.5，4.7}
自1993年以来的海平面上升的观测结果与所观测到的海洋热容量和冰雪圈的变化相一致。1993年至2003年期间，海平面上升了3.1± 0.7mmyr-1，这一时段有全球测高资料。在此期间，所观测到的是近平衡情况，即全球海平面上升观测总量与冰川、冰帽和冰盖消退的贡献之间，以及与海洋热容量增加和有关海洋膨胀的贡献之间的近平衡。这一平衡提高了信度：所观测到的海平面上升是变暖的一个强烈信号。然而，对于1961年至2003年这一更长时段，海平面的收支并非实现平衡。{5.5，3.9}
观测结果与对水汽和温度之间预期关联性的物理认识水平相一致，与全球变暖后降水事件的加强相一致。柱体和上对流层水汽已经增加，为简单物理模式的假设提供了重要支持：比湿在全球变暖后出现上升，它是对气候变化的一个重要正反馈。随着水汽量在大气中的上升，强降水事件的数量广泛增加，许多陆上地区的洪水事件可能性上升，即使降水总量有所下降的那些地区也是如此。独立的海洋盐度变化观测结果也支持着这一观点：即：地球水分循环发生了变化，这与观测是一致的，观测表明在热带和亚热带之外存在更大的降水与河流的径流；而越来越多的淡水从海洋转移到更低纬度的大气之中。{3.3, 3.4, 3.9, 5.2}
虽然全球许多地区的降水增加，但干旱面积也增加。干旱持续时间延长，旱情强度也增大。虽然过去发生了区域干旱，但目前干旱广泛的空间范围大致符合变暖背景下水分循环的预期变化。由于有地表水分的蒸发不断增加，所以水汽随全球温度的升高而增多，且有增加降水的趋势。然而，预计大陆温度的升高将导致更多的蒸发和干旱，这在地表水分有限的干旱地区尤其重要。积雪场、积雪、大气环流形势和风暴路径的变化也能减少现有的季节性水汽，并是干旱形成的原因之一。SST的变化、大气环流和降水的有关变化助长了干旱，尤其是在低纬度地区。结果，自20世纪70年代以来，干旱变得更加寻常，尤其是在热带和亚热带地区。在澳大利亚和欧洲，通过最近伴随干旱出现的高温和热浪极值，推断这与全球变暖有直接的联系。{3.3, 3.8, 9.5}
表TS.4. 近期趋势、对趋势的人类影响评估、和对极端天气和气候事件的预估，对于这些方面，20世纪后半叶所做的观测结果可供证明。‘D’字头栏中的星号表示利用了正式的探测和归因研究，附加了专家的判断，以评估可辨别的人类影响的可能性。没有这个的地方，对人类影响可能性的评估则根据归因结果：一个变量均值的变化或物理相关变量的变化，和/或根据观测和模拟的变化的数量相似性，再结合专家的判断。{3.8， 5.5，9.7，11.2–11.9；表3.7、3.8、9.4}
| 现象a和趋势方向 | 20世纪后半叶(一般是1960年后)发生的趋势可能性 | 在所观测到的趋势中人类贡献的可能性 | | 根据使用SRESb情景对21世纪的预估，未来趋势的可能性 |
|---|
| | | | D | |
|---|
| 多数大陆地区冷昼和冷夜偏暖并偏少 | 很可能 c | 可能e | * | 几乎确定e |
| 多数大陆地区，热昼和热夜温偏暖并偏多 | 很可能 d | 可能(夜)e | * | 几乎确定e |
| 暖潮/热浪：多数大陆地区发生频率增加 | 可能 | 多半可能 | | 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 | | 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 | | 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g | | 可能h |
框TS.5: 极端天气事件
受极端天气事件(如2003年出现在欧洲的极端炎热的夏天；2005年7月出现在印度孟买的暴雨)影响的人们经常问道，人类对气候的影响是否应对这些事件负责。即使气候不变，预计多数区域也将出现许多极端天气事件，因此很难将任何单独的事件归因于气候变化。在大多数区域，仪器对气候变率的观测记录通常仅追溯大约150年，所以描述这些气候事件的极端罕见特征的信息是有限的。此外，通常需要将若干个因素结合起来才能揭示一次极端事件，所以将一个特定的极端事件与一个单独而具体的原因联系起来就会出现问题。在某些情况下，可在发生极端事件的概率中估算人类活动对此类变化的贡献。
然而，简单的统计推理表明，天气或气候变量分布的小幅度偏移能导致极端事件的频率(和最大可行极端值，如在特定地点可能发生的持续24小时的最大降雨量)发生很大的变化。
极端事件是在一个特定变量的高限和低限范围内发生的罕见事件。在此范围内的发生概率称为概率分布函数(PDF)，对于某些变量，PDF形成一个“正态”曲线或“高斯”曲线(人们所熟悉的“钟”形曲线)。框TS.5图1显示了PDF的示意图并举例说明一个小的偏移(相当于分布平均值或中心的一个小的变化)能影响该分布任何一端的极端频率。某个极端的频率增加(如热天的天数)通常伴随着一个相对应的极端的下降(在这种情况下冷天的天数，如霜冻)。变率或分布形态的改变能使该简单图像变得复杂。
IPCC第二次评估报告指出与气候变化有关的极值资料和相关分析不多。截至TAR时，已有了改进后的极端变化的监测和资料，正在分析气候模式以便对各极值进行预估。自TAR以来，分析极值的观测基础大大增加，所以目前已在审定大部分地区的极值(日温气度和降雨极值)。模拟和预估极值使用了更多的模式，而且目前具有不同初始条件(集合)的多重积分提供了有关PDF和极值的更多可靠信息。自TAR以来，已有了一些有关气候变化检测和归因的研究，这些研究的重点放在全球极值统计的变化(表TS.4)。对于某些极值(如热带气旋的强度)，仍然在资料和/或模式的完善性方面存在着忧虑。有些评估仍然依靠简单推理来推导极值可能如何随全球变暖(如预计变暖将引发更多的热浪)而预计会发生变化。其它一些评估则依靠观测到的变化与模拟变化之间的定性相似性。若评估基于间接的证据，那么经评估的人类活动对趋势的贡献可能性则往往得出低的变量值。