首先，我們將從幾個(gè)事實(shí)，幾個(gè)疑問說起。這將是貫穿我們本章內(nèi)容的重要線索。

我們說全球氣候變暖有爭(zhēng)議，并非變暖本身有爭(zhēng)議，而是對(duì)于驅(qū)動(dòng)變暖的原因有不同的認(rèn)識(shí)。全球平均氣溫在逐年增加，也就是全球變暖，這個(gè)問題是一個(gè)人人可以通過數(shù)據(jù)證實(shí)的問題，這是一個(gè)事實(shí)，并不存在什么爭(zhēng)議。我們稍后讓大家來看看這些數(shù)據(jù)。其次，之所以稱之為溫室氣體，就是因?yàn)榭茖W(xué)家首先觀察到了其對(duì)地球溫室效應(yīng)的存在。再者呢，大氣中的溫室氣體含量在逐年增加，這也是一個(gè)可以通過數(shù)據(jù)來驗(yàn)證的事實(shí)，也很容易達(dá)成共識(shí)。

那么，有人可能會(huì)問，雖然大氣的溫度在逐年增加與大氣中溫室氣體濃度在上升是事實(shí)，但這兩個(gè)事實(shí)之間是否存在著必然聯(lián)系呢？如果溫室氣體確實(shí)對(duì)大氣有增溫作用，那么溫室氣體的增溫效應(yīng)是否在一定程度上會(huì)達(dá)到飽和呢？也就是說，增加到一定程度后，溫室氣體再繼續(xù)增加，而增溫效應(yīng)有限呢？第三，大氣中溫室氣體增加在多大程度上是因?yàn)槿祟惖挠绊懚黾拥哪?？是否主要是自然界本身的原因的呢？第?span style="letter-spacing: -0.1pt;">，如果人類已經(jīng)意識(shí)到這些問題的嚴(yán)重性，人類是否有很好的解決辦法呢，是否還來得及呢？最后，氣候變化問題，本來是一個(gè)科學(xué)問題，是如何成為社會(huì)問題，并最終走上了國(guó)際的談判桌的？其中，地球人和中國(guó)人應(yīng)該承擔(dān)多大的責(zé)任呢？這五個(gè)問題，有些我們將在本節(jié)課解決，還有些問題，我們將在后面幾節(jié)中慢慢來探討。(http://cul.qq.com/a/20151215/050226.htm；氣候問題如何成為政治問題？地球是在變冷，還是變熱？全球變暖的共識(shí)如何達(dá)成？)

人類對(duì)溫室效應(yīng)的認(rèn)識(shí)，可以追溯到一個(gè)世紀(jì)以前。許多科學(xué)家先后證明了大氣中存在一種溫室氣體，它們會(huì)產(chǎn)生增溫的作用，而且大氣中只要有微量的溫室氣體，就對(duì)地球溫度的變化有著特殊的作用，但這個(gè)時(shí)候還只是一種定性的研究。到了19世紀(jì)后期，以及以后的50年中，又有許多科學(xué)家先后開展了對(duì)溫室氣體增溫效應(yīng)的定量計(jì)算和預(yù)測(cè)，大致就類似我們看到的這幅圖。在這幅圖中，外面的線是地球受到太陽輻射后，如果沒有大氣吸收理論上應(yīng)該反射回宇宙空間的能量，而里面的線是是實(shí)際反射的能量。但是，由于溫室氣體的存在，我們可以看到在某些溫室氣體吸收的特定波段能力被吸收了。其中，水是最強(qiáng)的溫室氣體，幾乎在所有的波段都有吸收效應(yīng)；其次是二氧化碳。臭氧、甲烷和氧化亞氮相對(duì)比較窄。（馬里奧、桑修、富里葉、普里、泰德；http://www.doc88.com/p-771875563722.html）

現(xiàn)在我們知道，這些溫室氣體的作用，就猶如覆蓋在地表上的一層棉被，雖然棉被的外表比里面要冷，但由于溫室氣體的存在，使地表熱輻射不致于無阻擋地逸向外空，從而使地表比沒有這些溫室氣體時(shí)更為溫暖。從輻射傳輸?shù)挠^點(diǎn)看，也可以認(rèn)為是增加了中、上層大氣中溫室氣體、水汽、云等向下發(fā)射的長(zhǎng)波輻射，使地表和近地面空氣增溫。若地球上沒有溫室效應(yīng)，季節(jié)溫差和晝夜溫差就會(huì)非常大，地表的平均溫度不會(huì)是現(xiàn)在適宜的15℃，而是十分寒冷的-18℃。

1957年，美國(guó)科學(xué)家在夏威夷的莫納羅亞ft和南極分別建立了大氣成分觀測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室對(duì)南極冰芯中的空氣樣品進(jìn)行常規(guī)采樣和分析。南極的空氣觀測(cè)顯然避開了各種人類生活區(qū)CO2源的干擾，更能夠代表全球大氣背景成分變化的情況。最后，這些測(cè)量站以精確的結(jié)果表明，大氣中CO₂濃度確實(shí)在不斷增加，由此揭開了近代全球氣候變化研究的序幕。這里特別應(yīng)該提及的是當(dāng)時(shí)在該站做博士后的查理斯·大衛(wèi)·基林。

正是由于他，從20世紀(jì)50年代開始，執(zhí)著地對(duì)這里的CO2濃度進(jìn)行了數(shù)十年的連續(xù)測(cè)量，才讓我們看到了大氣CO2持續(xù)增加的事實(shí)和細(xì)節(jié)。在基林進(jìn)行測(cè)量的二年后，就發(fā)表了關(guān)于全球大氣CO2變化的經(jīng)典論文，指出南極CO2含量的變化與化石燃料釋放和海洋吸收在同步增加。他還指出，大氣CO2含量所呈現(xiàn)的季節(jié)變化，可能與北半球溫帶植被的年循環(huán)生長(zhǎng)有關(guān)。他們的工作很快得到了來自世界各地類似觀測(cè)的呼應(yīng)，從而得到了全球CO2分布和變化的圖象。2002年，基林成為當(dāng)年的美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)得主。在他的獲獎(jiǎng)辭里提到：基林在莫納羅亞山站得到的二氧化碳變化曲線被稱作“基林曲線”，成為了20世紀(jì)的氣候變化的標(biāo)志圖。

與二氧化碳相比，甲烷、氧化亞氮、氟氯碳化物的溫室效應(yīng)更高。比如，一個(gè)甲烷分子的溫室效應(yīng)是一個(gè)二氧化碳分子的21倍，氧化亞氮為二氧化碳的206倍，氟氯碳化物則為二氧化碳的數(shù)千倍到一萬多倍。不過由于大氣中二氧化碳含量遠(yuǎn)高于其它氣體含量，因此二氧化碳的溫室效應(yīng)仍是最大的，也是最具代表性的。

那么，代表氣候變化科學(xué)共同體聲音的，就要數(shù)IPCC了，也就是聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)。IPCC始建于1988年，他們本身并不做什么具體的研究，而是查閱每年出版的數(shù)以千計(jì)有關(guān)氣候變化的論文，原定于每五年匯編成一套評(píng)估報(bào)告，不過后來這個(gè)周期有所加長(zhǎng)。這套評(píng)估報(bào)告，旨在總結(jié)氣候變化的“現(xiàn)有知識(shí)”，為政治決策者提供氣候變化的相關(guān)資料。

IPCC下設(shè)三個(gè)工作組和一個(gè)專題組，每個(gè)組設(shè)兩名聯(lián)合主席，分別來自發(fā)展中國(guó)家和發(fā)達(dá)國(guó)家，各組下面還設(shè)一個(gè)技術(shù)支持。第一個(gè)工作小組負(fù)責(zé)從科學(xué)層面評(píng)估氣候系統(tǒng)及變化，即報(bào)告對(duì)氣候變化的現(xiàn)有知識(shí)，諸如氣候變化是如何發(fā)生的、以什么樣的速度發(fā)生。第二個(gè)工作小組評(píng)價(jià)氣候變化對(duì)人類和環(huán)境的影響，以及如何可減少這些影響。第三個(gè)工作小組負(fù)責(zé)評(píng)估限制溫室氣體排放或減緩氣候變化的可能性。專題組負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)和編制《國(guó)家溫室氣體清單》。

自IPCC于1988年成立以來，1990年、1995年、2001年、2007年和2013年相繼五次完成了評(píng)估報(bào)告，這些報(bào)告已成為國(guó)際社會(huì)認(rèn)識(shí)和了解氣候變化問題的主要科學(xué)依據(jù)。第6次報(bào)告計(jì)劃于20212022年之間完成。順便說一下，當(dāng)年，曾推動(dòng)IPCC建立的美國(guó)前副總統(tǒng)戈?duì)枺cIPCC一道兒榮獲了2007年諾貝爾和平獎(jiǎng)，以表彰他們?cè)跉夂蜃兓矫嫠龅墓ぷ鳌?/span>

那么，這些報(bào)告在對(duì)于氣候變化的認(rèn)識(shí)上，肯定是在逐步加深的，否則也沒有必要隔幾年重現(xiàn)編制一份。我們舉個(gè)例子來說明。有關(guān)人類對(duì)全球變暖的影響，在第一次報(bào)告中并沒有任何量化的描述，在第二次報(bào)告中用“可辨別的”這個(gè)詞；然后在2001年用了“可能”這個(gè)詞，并標(biāo)記為67-90%的可能性，2007年用了“非?？赡堋?，標(biāo)記為至少90%的可能性，2013年用了“極有可能”，標(biāo)記為至少95%的可能性。從這些字面描述上的變化，我們可以理解，科學(xué)家對(duì)氣候變暖的歸因認(rèn)識(shí)更加深刻，因?yàn)闅夂蜃兣苋祟惢顒?dòng)影響的證據(jù)越來越強(qiáng)了。那么我們后面的諸多說法均是來自2013年的最新報(bào)告的。

根據(jù)IPCC第五次評(píng)估科學(xué)基礎(chǔ)報(bào)告，相對(duì)于1961年-1990年，1880年-2012年全球地表平均溫度約上升了0.85℃。這里不同的顏色表示不同的數(shù)據(jù)集。截取1880-2012年這段時(shí)間，是基于國(guó)際上三個(gè)獨(dú)立的氣候數(shù)據(jù)集最早的起始時(shí)間。1850年-1880年全球儀器測(cè)量數(shù)據(jù)有限，再之前幾乎無儀器測(cè)量數(shù)據(jù)，難以得出科學(xué)的溫升判斷，故舍棄。期間，陸地比海洋增溫快，高緯度地區(qū)比中低緯度地區(qū)增溫快，冬季的半年比夏季的半年增溫明顯。而且，還可以得出的結(jié)論是，1982年2012年是過去1400年來最熱的30年。

讓我們來看看過去一千年氣溫的變化。該圖中，綠色的小點(diǎn)顯示的是以30年為單位的平均溫度，我們可以看到，自1880年代以來，一直處于上升的趨勢(shì)，而且上升在不斷加快。自20世紀(jì)50年代以來，許多觀測(cè)到的變化，在以前的幾十年，甚至之前的幾千年期間，都是前所未有的。

大氣和海洋已經(jīng)升溫，造成北極海冰面積明顯減小，北半球積雪面積明顯減小。1992-2011年期間，格陵蘭冰蓋和南極冰蓋的冰量一直在損失，全球冰川幾乎都在繼續(xù)退縮。自1979以來，北極海冰縮小速度很可能是每十年3.5%4.1%之間，南極海冰縮小速度很可能是每十年1.2%1.8%之間。

全球變暖，除了加速冰川和冰蓋的融化，北半球多年的凍土層也正在融化。海洋升溫還會(huì)引起海水膨脹，1901-2010年期間，全球平均海平面上升了0.19米。這幅圖，是以1986-2005年間的均值為0進(jìn)行的比較，不同的顏色的線表示不同的數(shù)據(jù)集。所有的數(shù)據(jù)集都經(jīng)過協(xié)調(diào)，讓1993年具有相同的值，因?yàn)?/span>1993年是有衛(wèi)星高度儀數(shù)據(jù)的第一年，就是這里紅色線所顯示的。另外，自1980年以來，中國(guó)沿海海平面以每年2.7毫米的速度上升，高于全球海平面的上升速度。

與溫度數(shù)據(jù)不同，有關(guān)大氣中溫室氣體的濃度，我們不可能有歷史記載的數(shù)據(jù)，只能通過間接方法估算。例如，這上面這幅圖，就是通過冰芯數(shù)據(jù)來確定當(dāng)時(shí)大氣中的二氧化碳(以綠色表示)、甲烷(以橙色表示)和氧化亞氮(以紅色表示)。

今天的課，我給大家展示了近千年來全球氣候變化有關(guān)的一些數(shù)據(jù)和事實(shí)，還有人類對(duì)溫室氣體的認(rèn)識(shí)過程。那么，這些變化究竟與什么有關(guān)呢？是自然的過程還是人為的過程？在更長(zhǎng)的歷史時(shí)期，地球上不是也有更大幅度的氣候變化嗎？有關(guān)這方面的介紹，且聽下一節(jié)課：歷史上的氣候變化。