TS.4.5 气候对辐射强迫的响应

在本报告中，平衡气候敏感性8可能的范围和最可能的值的设定表示在以下方面取得了显著进展，即量化气候系统自TAR以来对辐射强迫的响应；以及在挑战存续了30多年认识上所取得的进展。如果二氧化碳的浓度维持在工业化前(大约550 ppm)的两倍，预计可达到全球平衡的平均变暖，TAR给出了平衡气候敏感性的范围介于1.5°C－4.5°C之间。以前不可能提供最佳的估值，或估算可能超出上述范围的气候敏感度概率。该评估使用了若干种方法来限制气候敏感性，其中包括使用AOGCMs，检查过去150年(地面、高空和海洋)温度的短暂演变，并检查在火山爆发造成的强迫中全球气候系统对各种变化做出的快速响应(见图TS.25)。基于古气候研究(如重建北半球过去一千年的温度记录和LGM)的估值对上述变化进行补充。气候模式模拟的大集合表明，模式模拟当前气候的能力在限制气候敏感性方面具有价值。{8.1, 8.6, 9.6, 框10.2}

气候敏感性的累积分布

图TS.25. 根据20世纪实测变暖(红色)、模式气候学(蓝色)、衍生证据(青色)以及AOGCM的气候敏感性(绿色)反演出的气候敏感性的累积分布。水平线和箭头是IPCC第四次评估不确定性指南注释中确定的可能性估值的界限(见文框TS. 1)。{文框10.2, 图 1 和 2}

根据观测对模式及其局限性的分析表明，平衡气候敏感性的范围可能处于2°C－4.5°C之间，其最佳气候估值约为3°C，但低于1.5°C是很不可能的。不能排除那些大大高于4.5°C的值，但是对于这些高值，与观测资料缺乏很好的吻合。从不同的信息和方法反演出的概率密度函数倾向于有一个长期的迹象，表明超出了4.5°C的高值。对过去几个世纪的气候和强迫演变的分析以及模式集合研究没有排除高达6°C 或以上温度的气候敏感性。其中一个要素是，如果气溶胶的间接冷却效应处于其不确定性范围的上限，那么20世纪有可能出现较小幅净辐射强迫，由于温室气体的原因，因此取消了大多数正强迫。然而，没有成熟的方式用于估算单一结果的单个概率分布函数，同时还要考虑每项研究的不同假设。由于缺乏限制高气候敏感性的强有力的限制条件，因此无法设定一个第95个百分位的上限或气候敏感性的一个很可能的范围。{框10.2}

由于模式间以及模式与观测之间的分析和比对得到改善，目前对关键气候过程的认识的信度提高了，这些过程对气候的敏感性非常重要。水汽变化在影响气候敏感性的各种反馈中占主要地位，目前对其有了更好的认识。来自观测和模拟的新证据强有力地支持大气环流模式(GCMs)中环绕强度的综合水汽递减率^[9]反馈，即全球温度每上升1度约1Wm–2，相当于全球平均变暖扩大50%。这些GCM展示了模拟陆地和海洋上空对流层上部季节到年代际间的湿度变化的能力，这些模式成功地模拟了已观测到的与火山爆发有关的地表温度和湿度的变化。云反馈(尤其是低云反馈)仍然是最大的不确定性的源。冰雪圈反馈，例如积雪的变化，显示出对模式的气候敏感性估测的离散度的贡献小于云或水汽的贡献，但是它们对中高纬地区的区域气候响应可能很重要。一次新的模式比对显示，辐射传递公式间的差异对上述区间也有贡献。{3.4, 8.6, 9.3, 9.4, 9.6, 10.2, 框10.2}

改进后的气候敏感性量化能够估算平衡温度和预计能够达到的范围的最佳估值，但条件是如果根据对全球能量平衡的考虑，CO2浓度在不同水平上实现稳定(见表TS.5)。正如气候敏感性估值一样，很可能无法设立一个上限。应该注意辐射强迫和气候敏感性概念的一些局限性。仅有几个AOGCM在CO2浓度增加情况下运算达到平衡状态，而且一些结果显示气候反馈也许随着长时间尺度的推移而发生变化，导致根据从海洋混合层模式和过去气候变化反演的平衡气候敏感性得出的变暖估值的偏差很大。{10.7}

自TAR以来，预估瞬变气候变化模式之间的一致性也得到了改进。模式间瞬变气候响应范围(是指在每年增长1%的试验中围绕CO2实现翻倍时的20年期间全球平均地表气温)比平衡气候敏感性的区间小。这一参数目前通过多模式集合并与观测资料比对得到了更好控制；很可能会大于1°C而很不可能大于3°C。瞬变气候响应与敏感性的关系是非线性的，以至于高敏感性在短期影响中无法迅速显现出来。瞬变气候响应深受海洋热吸收率的影响。虽然海洋模式已得到改进，但是用于评估海洋热吸收的系统模式误差和有限的海洋温度资料影响目前估值的精度。{8.3, 8.6, 9.4, 9.6, 10.5}