气候变化的基本科学

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第一章 气候变化的基本科学
方玄昌编辑整理

一、前言
本手册的科学部分由四个小部分组成：前言、概述、基本问题、名词解释。

借用林而达等专家的话来说，尽管科学界努力想向决策者提供有关气候变化及其影响、适应潜力的更多信息，但仍留下许多尚待回答的重要问题；联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第四次评估报告有关气候变化影响的结论的可信度虽然有了一定的提高，但在许多方面仍然存在科学的不确定性；相关的研究在数量和质量上存在着显著的区域不平衡，特别是发展中国家明显缺乏资料和相关研究成果。“这说明本报告在某些问题上的结论并不具有代表性，我们在理解和应用中要特别注意”。

“由于存在一些限制和不足，目前还无法完全把观测到的变化归因于气候系统对人为增暖的响应，报告同时指出，观测到的和模式模拟的某些变化的一致性提高了结论的可信度，这一结论为我们正确认识和理解气候变化的影响有一定的指导作用。对于某些天气事件和极端事件到目前为止还不能得出确定的结论，需要对不同区域、不同事件开展认真的分析……应对气候变化已越来越受到重视，对于某些影响而言，适应是唯一可行的和妥当的应对措施……但不能指望仅靠适应就能应对气候变化带来的所有不利影响。”

科学界这样表达对于气候问题的认识水平，有一个重要原因，就是气候科学与普通数理科学不一样，它迄今依然是一门非精确科学，其结论往往只是在一定概率上成立。在这样的情况下，对于气候的研究结论，也往往是随着科学研究手段的进步而逐步明晰的。科学家在描述或者预测气候变化时，常常要用到这样那样的“模型”，并且，往往以“在百分之多少的可信度上得到某某结果”这样的结论。

编者还期望，一个非本专业出身的记者，在阅读气候研究文献时不要简单地望文生义。比如对于“短期内发生的气候剧变”这一描述，电影《后天》把它解释为几天甚至几小时内发生的全球性的气候灾难（或许它仅仅是出于观赏效果的考虑）。但事实上，气候学，尤其是古气候学所谓的“短期”，往往指的是几年、几十年或者是几百年甚至上千年的时间。

编者在此希望提醒读者的另一个问题是：如何正确看待“主流观点”与“一家之言”之间的关系。在以往国内有关环境、气候话题的报道中，记者由于各种原因而把一些非主流专家的观点当做主流理论来报道的情况并不少见，这容易对受众产生一些误导。当然，并不是说非主流的观点就没有价值或者就不值得报道，借用英国著名气象学家Geoff Jenkins在2007年3月10日举行的中英气候变化报道媒体研修班“气候酷派活动的组成部分”上的说法：“作为一个科学家来说，我们必须有开放的视野，必须及时了解，除了我们所提供的解释之外，还有什么其他的可能性；必须在其他相关领域展开研究，使得我们及时了解这方面的信息。”这样的态度对于一个科学记者同样适用。                          

二、气候变化科学概述[1]
人类自工业革命以来，在短短的200多年中，生产能力，特别是开发与制造能力得到了成百上千倍的增长。自然界通过几十亿年所形成的各种陆地化石资源，人类有能力在数百年内开发与消耗殆尽，而且还将会把这种能力迅速扩大到深海与外层空间。这种爆炸式的开发与使用资源会给人类带来怎样的后果十分需要当代人类共同关心与思考。

    目前，由于人类上述活动所导致的三大危害已经十分明显，第一，臭氧层变薄甚至出现空洞，使人类受到宇宙的侵害大大加剧，各种癌变、病变不断增加，甚至婴儿的早期发育都令人担忧；第二，温室气体的迅速排放与地表植被的迅速减少形成强烈反差，使地表温度不断增加，地表能量不断提高，海平面不断上涨，气候怪异难料，沙尘暴、飓风等灾害能量与数量不断升级；第三，由于垃圾的大量焚烧，剧毒化学物质的大量排放，甚至在人类活动很少的两极地区都难以幸免,人类与哺乳动物的生育能力都在明显下降。

IPCC第四次评估报告指出，在过去一百年里（1906～2005年），全球地表平均温度升高了0.74摄氏度。这种气温升高不可能是地球的自然变化——包括地球围绕着太阳运行的轨道变化、太阳能量的变化、火山喷发和地球气候系统的变化等因素造成的，因为这些因素或者是发生在数百万年的长时段，或者在气候模型中无法推算出目前的气温升高数值。

IPCC第四次评估报告指出，在本世纪末气温升高的幅度为1.1～6.4摄氏度。科学家指出，气温升高将造成更多极端气候事件、海平面上升、增加干旱和台风的强度、对农业造成减产等严重后果。

   1．人类因素和自然因素对气候变化的驱动
自从1750 年以来，人类活动导致全球大气中CO2、CH4及氮氧化物浓度显著增加。全球CO2 浓度的增加主要是由化石燃料的使用及土地利用的变化引起的，而CH4 和氮氧化物浓度的增加主要是农业引起的。

全球CO2浓度从工业革命前的280ppm (百万分之一)上升到了2005 年379ppm。对冰芯的研究证明，2005 年大气CO2浓度远远超过了过去65 万年来自然因素引起的变化范围（180～300ppm）。过去10 年CO2  浓度增长率为1.9ppm/a，而有连续直接测量记录以来的增长率为1.4ppm/a。全球CH4浓度则从工业革命前的715ppb (十亿分之一)增加到了20 世纪90 年代的1732ppb，2005 年达到了1774ppb。2005 年CH4 浓度远远超过了过去65 万年来自自然因素引起的变化范围（320～790ppb）。全球氮氧化物浓度从工业革命前的270ppb 增加到了2005 年的319ppb。其增长率从20 世纪80 年代以来基本上是稳定的。

自从IPCC第三次报告发布以来，就人类活动对气候变暖和变冷影响的认识已经得到了很大的提高，并认为自1750 年以来人类活动以+1.6 W/ m2（+0.6～+2.4 W/ m2）的净效应驱动气候变暖。由于CO2、CH4 和氮氧化物等温室气体浓度的增加，其组合辐射强迫为+2.3W/ m2（+2.07～+2.53 W/ m2），且工业时代的增长率之高很可能是1万 多年来没有的。CO2 使辐射强迫从1995 到2005 年增加了20％。

人类活动也导致大气中气溶胶增多，这一因素直接的作用是阻挡太阳光进入地表附近，引起气候变冷，总的直接辐射强迫影响为-0.5 W/ m2 (-0.9～-0.1 W/ m2)，云反照率间接影响为-0.7 W/ m2 (-1.8～-0.3 W/ m2)。不过总体来看，人类活动排放的温室气体带来的气候变暖的效应，要远远大于气溶胶导致的变冷效应。

2．气候变化及其影响的直接观测
气候系统变暖毋庸置疑。全球大气平均温度和海洋温度均在增加,大范围的冰雪融化和全球海平面升高也说明了这一点。

自有全球表面温度仪器记录以来（1850 年以来）的12 个最暖的年份中，就包括了过去12 年（1995～2006 年）中的11 个年份。最新更新的过去100 年（1906～2005年）的变暖趋势为0.74℃（0.56℃～0.92℃）。过去50 年变暖趋势是每十年升高0.13℃（0.10℃～0.16℃），几乎是过去100年来的两倍。2001～2005 年与1850～1899 年相比，总的温度升高了0.76℃（0.57℃～0.95℃）。

通过对来自气球和卫星测量的中低对流层温度分析所得的变暖速率与地面记录的温度变化是一致的。

1961 年以来，观测显示至少3000m 深度以上的海水温度也在增高，并且海洋吸收了气候系统新增热量的80％以上。变暖导致海水扩张，引起海平面上升。全球海平面1961 年到2003 年每年平均上升1.8 mm（1.3～2.3 mm），而1993 年到2003年每年平均上升3.1 mm（2.4～3.8 mm），20 世纪上升估计值为0.17 m（0.12～0.22 m）。

卫星数据显示，1978 年以来北冰洋海冰范围平均每十年减少2.7％（2.1%～3.3％），夏季减少得更多，为7.4％（5.0%～9.8％）。

古气候研究利用气候敏感代用指标的变化来推测过去全球气候不同时间尺度上的变化。据研究，至少在过去的1300 年来，近50 年的变暖是不寻常的。

IPCC根据以上数据综合分析得出结论：20 世纪中期以来，全球平均温度的上升很可能是人类活动导致温室气体增加引起的。

IPCC基于1970年以来的观测资料，可以得出以下结论：从所有大陆和多数海洋得到的观测证据表明，区域气候变化，特别是温度升高已经对许多自然系统产生了影响。例如，在许多主要由冰川和积雪融水补给的河流中，径流量增大，春季洪峰提前；春季的一些物候现象(如树木发芽、鸟类迁徙和产蛋等)出现时间提前；高纬度海洋中藻类、浮游生物和鱼类的地理分布发生迁移，数量发生变化等。

同时区域气候变化对自然和人类环境造成的其他影响正在出现。例如，在北半球高纬度地区对农业和林业管理的影响，包括农作物的春季播种提前；由于林火和虫害所造成的森林干扰体系的变更等；山区的人居环境遭受冰融引起的冰湖溃决洪水的风险加大；海平面升高和人类活动都给海岸带湿地和红树林的消失带来影响，并使海岸带洪水造成的损害加大。

3．未来气候变化及其影响的预测
在未来20年，一系列特别情景排放报告（SRES）预测，每十年温度升高0.2℃。即便所有温室气体和气溶胶的浓度保持在2000年水平，全球温度每十年仍将升高0.1℃。

温室气体浓度以目前的趋势增加，将引起进一步变暖问题，从而导致21世纪全球气候系统的更多变化，这些变化可能要比20世纪观测到的大得多。即使温室气体浓度保持不变，由于与气候过程和反馈相关的时间尺度的存在，人类活动引起的变暖和海平面上升将会持续数个世纪。

对用水的影响：预计2l世纪中叶前，在高纬度和部分热带湿润地区，年平均河流径流量和可用水量会增加10％～40％，而在某些中纬度和热带干旱地区(其中某些地区目前正在遭受水短缺)，其径流量和可用水量会减少10％～30％。21世纪冰川积雪中储藏的水量预计会下降，从长远来看将减少靠冰雪融水供给地区的可用水量，而这些地区居住着当今世界上

1／6以上的人口。

对生态的影响：在本世纪中叶前陆地生态系统的碳净吸收可能达到高峰，随后减弱甚至逆转，从而导致气候变化的加剧。如果全球平均温度增幅达到1．5℃～2．5℃，目前所评估的20％～30％的动植物物种可能面临灭绝的风险会增大，但这个结果只有中等可信度(正确的机会约五成)。

对生产的影响：在中高纬度地区，如果局地平均温度增加l℃～3℃，粮食产量预计会有少量增加；若升温超过一定范围，某些地区农作物产量则会降低。而在低纬度地区，特别是干季热带地区，即使局地温度有少量增加(1℃～2℃)，也会导致农作物产量降低。从全球角度看，若局地平均温度增加范围在1℃～3℃，粮食生产潜力预计会随温度升高而增加，若超过这一范围，则会降低。这一结果也为中等可信度。

对海岸带系统和低洼地区的影响：面对升温，珊瑚更为脆弱，且适应能力低；若海表温度升高约1℃～3℃，预计会导致更为频繁的珊瑚白化事件甚至大范围死亡。到21世纪80年代，由于海平面上升，预计每年会有数百万以上的人口遭受洪涝之害；受影响的人口数量在亚洲和非洲的大三角洲地区最多，而小岛屿地区尤其脆弱。

对工业和社会的影响：海岸带和易发江河洪涝的地区、极端天气事件易发地区，特别是城市化发展快速的地区是最脆弱的；那些位于高风险区域的贫穷社区更加脆弱，因为它们的适应能力有限，对敏感的气候资源的依赖性较强，如局地的水和粮食的供给等。

对健康的影响：对那些适应能力低下的人群，气候变化会影响几百万人口的健康。但在温带地区进行的研究显示，气候变化也会带来某些益处，如由严寒造成的死亡减少等。但总体上看，这些好处将会被增暖带来的负面影响所抵消，特别是在发展中国家。

4．未来气候变化影响的区域性差别
非洲：到2020年，预计有0.75亿～2．5亿人口面临的水短缺会因为气候变化而加剧，这将对人的生活产生不利影响，并使与水有关的其他问题进一步恶化。非洲是对气候变化最为脆弱的大陆之一。

亚洲：预测未来2O～30年，喜马拉雅山地区的冰川融化，会使洪水和岩崩增加，对水资源造成影响；随着冰川后退，江河径流量将逐步减少。由于来自海洋的浸水以及在某些大三角洲地区来自河流的洪水增加，沿海地区，特别是南亚、东亚和东南亚人口稠密的大三角洲地区将会面临极大的风险。

到2l世纪中叶，东亚和东南亚地区的农作物增产预计可达20％，而中亚和南亚将减产

30％。考虑到人口的快速增长和城市化的影响，总体上看，在几个发展中国家，饥荒的风险水平很高。

澳大利亚和新西兰：预计到2020年，在某些生态资源丰富的地区，包括大堡礁和昆士兰湿热带，生物多样性会显著减少。其他地区，如卡卡都湿地、澳大利亚西南部地区、亚南极洲岛屿和两国的高山地区，也面临这种风险。到2030年，由于干旱和火灾增多，在澳大利亚南部和东部大部分地区以及新西兰东部部分地区，农业和林业产量预计会下降。

欧洲：预计肆虐的热浪将导致健康风险的增大。几乎所有欧洲地区都会受到未来气候变化的不利影响，包括内陆突发洪水的风险增加，海岸带洪水更加频繁，侵蚀加重，许多经济部门将面临挑战。绝大多数生物群落和生态系统将难以适应气候的变化。高山地区将面临冰川退缩，导致积雪和冬季旅游减少、大范围的物种损失(在高排放情景下，到2080年，某些地区物种损失将高达60％)。气候变化会增大欧洲在自然资源与物质财富上的地区差异。

拉丁美洲：到21世纪中叶，温度升高及相应的土壤水分降低，会使亚马逊东部地区热带雨林逐渐被热带稀树草原所取代，半干旱植被将趋向于被干旱地区植被所取代。在许多热带拉丁美洲地区，物种灭绝使生物多样性显著减少。

北美洲：21世纪最初几十年，适度的气候变化会使雨养农业生产总量增长5％～20％，但地区间存在显著差异。对于农作物，预估的主要挑战为温度升高是否接近其适宜范围的上限，或者所依赖的水资源能否高效利用。目前遭遇热浪的城市，预计在21世纪会遭受更多、更强、持续时间更长的热浪袭击，对人类健康造成不利影响。

极地地区：预计气候变化对极地的主要影响为冰川、冰盖的厚度和面积的减少，北极地区还包括海冰和多年冻土面积减少，海岸带侵蚀加重，多年冻土季节融化深度增加。由于气候对物种入侵的屏障降低，两极地区特殊的生态系统和环境预计会更加脆弱。

小岛屿:海平面上升会加剧洪水、风暴潮、海水侵蚀以及其他海岸带灾害，进而危及那些支撑小岛屿社区生计的重要基础设施、人居环境和设施。

在未来几百年到上千年的时期内，如果全球平均温度再升高1℃～4℃，格陵兰冰盖(或许还有西南极冰盖)估计至少会出现部分退缩，造成海平面上升4～6m，甚至更多。

气候变化的影响将会因地而异，但总体上，这些影响造成的损失将因气候系统变暖随时间增长。本次评估清楚地表明，未来气候变化的区域影响是复杂的。如果全球平均温度相对于1990年水平上升幅度低于1℃～3℃，预计某些影响会给一些地区和部门带来益处。然而，如果温度升高超过2℃～3℃，很可能所有区域都将遭受净收益的降低或者净损失的增加。而发展中国家将会承受大部分损失，如果变暖达到4℃，全球平均损失可达国内生产总值(GDP)的1％～5％。

小资料：关于IPCC
IPCC是1988年成立的，迄今编写出四次评估报告，分别完成于1990、1995、2001、2007年。

机构下设有第一、第二、第三工作组。第一工作组讨论气候变化科学的自然科学基础，第二工作组研究气候变化对自然界、社会和经济的影响，第三工作组重点是应对气候变化的适应和减缓对策。

另外还有一个清单组。这是一个机构，由联合国下属的世界气候组织和联合国环境署联合办公。常设机构秘书处设在世界气象组织日内瓦总部，世界气象组织负责IPCC的工作。



三、气候变化科学的基本问题[2]
1．温室效应如何作用于全球？
红外线对温室效应来说是一个特别关键的概念。地球接收到太阳光的照射变得非常温暖，其中红外射线反射到大气层及外太空，同时也降低了地球的温度。在大气层当中存在这样一些气体，它们能够把红外线吸收并反射回地面，这样就减慢了地球表面降温，使地表温度提高。

在大气层当中存在天然的温室气体，包括水蒸气、自然散发出的二氧化碳，这些气体使地球温度提高了30摄氏度，也正因为这样使人类在地球生存变为了可能。这样一些自然的温室效应，实际上对人类的生存是很有好处的。但目前我们面临的问题，由于越来越多的人类活动，造成了温室气体不断增加，就使全球气候发生了变化，从而给人类可持续发展带来了威胁。   

由于人类活动而产生的温室气体多种多样，主要包括两种，二氧化碳和甲烷。人类活动使得地球温度变暖的“贡献”，其中2/3是二氧化碳的排放，主要来自于化石燃料的燃烧。另外有1/4来自甲烷气体，主要来自于农场养殖的家禽、家畜，还有就是煤炭的开采和水稻的种植等方面。国际条约中管制的温室气体有六种，二氧化碳是最主要的，其次是甲烷，其他还有氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫。氧化亚氮是工业和农业生产过程中产生的。大气层中温室气体占的比例其实非常少，1%都不到，其中水汽占的比重最大，但是水汽是自然界排放的，不是人类排放的。没有温室气体不行，地球表面的平均温度可能是零下18摄氏度，全球都是冰天雪地了，必须有温室气体来保暖。

在整个温室气体当中，二氧化碳所占的比重是非常大的。自1750年到现在，二氧化碳的排放趋势：1950年的时候有一个比较强的上升趋势，在过去的50年当中二氧化碳的排放有非常大的增长。甲烷的排放也有同样的趋势，在过去50年当中增长的速度也是相当快的。

    温室效应及温室气体所致的气候变化，主要依赖两个方面，一方面由于人类活动导致的温室气体排放；另一方面，气候变化的情况也有赖于气候系统对温室气体作出什么反应，这种反应的灵敏度如何，包括大气、云层、冰盖、海洋对于另外附加多的温室气体的排放所产生的温室效应作出什么样的反应。

建立数学模型对气候变化作个预测，包括太阳辐射、红外线、云层、降雨、海洋、陆地等各方面的情况。科学家所采取的做法就是把地球表面的某一个区域划成不同的区，比如说划成不同的小格，把每个区域气温的变化分成很多层。海洋中，一直到海底的变化，也分成很多层。这整个是一个非常复杂的模型，需要相当复杂的数学计算，也需要大型的计算机进行数据处理，目前世界上只有几个类似的数据处理中心，英国有一个，中国的国家气象中心也有一个类似的模拟系统。

2．为什么说目前的全球升温主要是由人类活动而不是自然因素导致的？
在过去50年中，气温上升的趋势是明显的。IPCC的第四次报告指出，在过去一百年里面（1906～2005年）全球地表平均温度升高0.74摄氏度。20世纪后半叶可能是过去1300年中最暖的50年，20世纪可能是过去1000年最暖的100年。现在北极海冰面积明显减少，春季海冰厚度减少40%，北半球多年冻土层正在融化。

造成全球升温的原因中，自然因素主要有四个。

首先，地球围绕着太阳运行的轨道在不断地发生变化，从冰河时期到现在的温度变化，主要是由于这方面的原因引起的。但必须意识到这种变化是花了成千上万年的时间才发生的，也就是说这种因素导致的地球表面气温上升非常缓慢，无法用来解释在过去50年中看到气温迅速上升的原因。

    第二，太阳。它是地球热量的主要来源，太阳向地球提供的热量也在不断发生变化，导致了地球表面的气温产生变化。

    第三，火山爆发。传统上，人们认为火山爆发会产生一系列的悬浮颗粒，它们存在于大气当中，一方面会因为阻挡太阳光进入而降低气温；另一方面，随着火山数量的变化，火山爆发所产生的气体和颗粒，也含有部分温室气体，可能会对地球表面的温度产生升高的作用。

    第四，地球气候系统不稳定，大气和海洋会发生变化。比如厄尔尼诺现象，也是一种自然现象。

    根据这四个方面的因素，对地球气候的影响进行模拟，得出的结果显示，在1960年之前的阶段，与事实上地球表面气温的变化基本上一致；但到1960年之后，自然方面的因素，不足以解释过去50年的地球表面气温升高的现象。尤其是在过去20年、30年当中，有一个快速上升的趋势，差不多上升了1摄氏度。

而把这些自然因素，与人类活动导致的二氧化碳、甲烷等其他温室气体的排放，一起放在数学模型中进行模拟处理，科学家发现，其结果和观测到的趋势是基本一致的。科学家于是得出这样的结论：过去50年地球气温的升高，大部分是由于人类活动引起的。

科学家们现在有越来越强的信心认为，全球气温上升确实是由于人类活动所导致的。这主要有两个方面的原因，一方面是在过去三四十年当中确实观测到气温在不断上升；另一方面，在过去几年当中，世界各地有不同的科学家用不同的模型（有十多个）计算，通过不同的模型所得出的结果是相当一致的。

3．未来全球气温将会有怎样的增长趋势？
未来化学燃料的排放将取决于人口的增长、能源的结构以及能源的使用等情况。联合国政府气候变化委员会按照高低排放、高低人口增长等因素分成四种情景，科学家把四种情景代入到英国的气候变化模型当中，发现四种情景之下，本世纪末气温变化的幅度可以从2摄氏度直到5摄氏度——在低人口、低能源消耗的情景之下气温的上升是2摄氏度。如果是高人口增长、高能源需求的情景，气温上升是5摄氏度。而第四次评估报告给出的结论是， 2005年全球大气二氧化碳浓度379ppm，为65万年来的最高值。与1980年～1999年相比，21世纪末全球平均地表温度可能要升高1.1～6.4摄氏度。

有意思的是，如果我们仅仅看今后三四十年，不管我们采取哪一种情景，气温变化的路径基本上是一样的。不管我们的人口增长数量、能源消耗的数量怎么变，气温上升的幅度是差不多的。这是因为二氧化碳的寿命非常长，目前的二氧化碳浓度还能存留百年之久；同时这种上升因素会被海洋因素抵消，海洋可捕捉热量以减缓气候变暖的趋势。40年以后气温上升的诱因是我们今天的二氧化碳的排放。虽然说本世纪上半叶变化趋势差不多，但下半叶趋势差距很大，如果想治理下半叶不同的变暖趋势，人类必须及早动手。

    这是全球平均温度的变化趋势，事实上各个地区的气候变化趋势是不同的。

4．全球变暖如何导致海平面的上升？
第一，随着海水温度的增加，海水本身就会膨胀；第二，冰川雪原由于气温的变暖而融化，融水流到海里导致海平面上升。尤其是两大冰盖：南极和格陵兰，如果这两个地方的冰全部融化的话，会导致海平面上升60米。

    南极洲的冰盖还算稳定，在今后一两百年当中不会出现大幅度的融化。格陵兰岛会在本世纪开始融化，融化的速度可能很慢，会需要上千年的时间。

    在过去一个世纪当中，海平面一直处于上升趋势，但在最近50年当中，海平面上升出现了加速发展。20世纪全球海平面上升约0.17米，1961～2003年平均每年上升速度为1.8毫米，1993～2003年平均每年上升速率为3.1毫米。

科学家把不同的情景代入到海平面变化的测算当中，得到不同的结果。如果采取低排放、变暖趋势最低的情景，海平面会上升0.2米；如果采取最极端的模型，幅度变化最大的模型，海平面会上升0.8米。由于海平面的上升会淹没沿海地区，淹没效应最大的地区是印度次大陆以及东南亚。

现在英国学校和中国的研究机构合作研究海平面上升对中国的影响，发现太湖流域和上海周边等地区受影响的幅度会比较大，因此这些地区要加强海防工程。

5．全球变暖会不会导致洪涝灾害、台风及干旱进一步发展？
2005年发生了两次由于热带天气导致的灾害，一是在美国“卡特里娜”飓风，另外一次是2005年中国浙江省暴发的台风。现在美国科学家也在研究各类飓风的力度和频率的变化，科学家看到，中低烈度的飓风在过去三四十年之间频率变化并不大，但是高强度飓风在过去的三四十年当中频率上升了一倍。

    统计显示，过去50年间台风的破坏力不断增加，这种破坏力和海水的温度变化密切相关。科学家比较有把握的是海水的温度在今后50年到100年之间会增加，虽然海水的温度不是左右台风破坏力的唯一因素，但海水温度上升会导致破坏力比较高的热带风暴潮的发展。现在还不能下“以后飓风会越来越强”这样的定论，IPCC的报告中用了比较谨慎的措词，就是飓风的强度有可能会增加。对于台风、飓风不断增加的现象， IPCC的报告认为“更有可能是由于气候变化所导致”。

    再看看干旱天气的发展。观察过去50年间干旱的频率变化，会发现非洲大部分地区和亚洲大陆地区，干旱的频率都在大幅度增加。结合气候变化的趋势来分析未来干旱趋势，可以看到陆地面积上遭受到干旱侵袭的地区所占的百分比，本世纪60年代相当低，接近零；但此后干旱的频度加速度增加，到本世纪末，世界上25%～30%的地区会遭受极端干旱或严重干旱。

另外，在全球整体变暖的过程中，有时会出现一些变异的现象，某些阶段或者某些地区会出现相反的模式，气温可能会反而下降而变冷。

6．气温上升如何导致水汽等更多的温室气体释放到大气中，从而形成一种恶性循环？
根据IPCC最新的报告，温度上升将导致土壤对温室气体的吸收作用的消失，这将进一步导致未来100年中气温上升1摄氏度。

自然中还有一些相互作用科学家还没有能够充分理解，比如说甲烷，现在有很多是蕴藏于冻土层中，比如西伯利亚的冻土层当中就有很多没有释放的甲烷，随着温度上升，这些甲烷都会释放到空气中。更有大量的甲烷蕴藏在海底，目前海底甲烷还处于稳定的状态，但有人担心随着海洋温度的上升，海洋的甲烷会自然地释放到空气当中，这样会进一步恶化全球变暖的趋势。

7．为什么全球变暖最终反而可能会导致冰期出现？
温度及盐度都会改变水的密度，低温及盐度较高的水会下沉，温暖及盐度较低的水会上升。这一常识性物理学规律在地球海洋的活动中起到了至关重要的作用。海洋学家称因温度、盐度不同而流动的洋流为温盐环流。

温盐环流是全球性的，它将水、热量、盐分与海水中的化学物质传送到所经之处，被称为全球海洋运输带。其中最重要的一段是：北大西洋流。当其向北前进到挪威海、格陵兰海及拉不拉多海附近时，因热量散去使得海水密度变大而下沉，之后往南转向变成北大西洋深层水，成为全球深层海水的源头之一。当极区的海水下沉时，南方的温暖海水便流过去补充，使整个循环得以持续。

从北大西洋暖流转向为北大西洋深层水的过程称为MOC，MOC传送给北欧的热量比北欧从太阳照射中得到的热量还要多20%。在电影《后天》中，造成气候剧变的原因就是MOC的循环停止。现实中这也一直是气象学家担心的事。1999年，一个海洋古生物学小组在分析“有孔虫”(一种细小的海洋浮游生物)化石时意外推算出，大约1.2万年前，温盐环流的型态与现今完全不同。不但传送的水量较少，在极区也没有冷热海水汇集区。而对应的，那时正处在冰河期。

气候学家担心，由于全球气温的上升，这种变化正在悄悄酝酿。但对于北大西洋环流是否真的正在减弱，科学家一直苦无证据。

2005年12月，英国海洋中心科学家、南安普顿大学海洋与地球科学学院教授哈里·布莱登(HarryL.Bryden)领导的研究团队在英国《自然》杂志上发表了他们的研究结果：根据2004年设置在非洲海岸到巴哈马群岛间(大约在北纬25度)、横列跨越北大西洋面的监测仪器显示的资料，并与过去50年间得到的4次横跨测量数据作比较，他们发现，北大西洋流的转向循环在1957～2004年间有明显减弱。

研究者在北纬25度横切大西洋面的位置，可以观察到向北的湾流、往南的亚热带循环流与往南的深层流。科学家现在看到的是：虽然向北的湾流传送保持稳定，但是亚热带循环流(只发生在表层的洋流)流量增加，而深层流流量减少。由此估算，近50年来，北大西洋流在极区的转向循环减弱超过30%，而北大西洋暖流当中有90%的热是提供给北欧沿岸海水的，因此这将对欧洲气候变化产生很大的变量。

实际上，就在哈里·布莱登的小组直接测量洋流变化的同时，其他科学家也正在做着间接的测量分析。此前，著名的WoodsHole海洋研究所的路丝·鸠瑞(RuthCurry)与挪威气象研究所的赛西利·毛瑞增(CelcilieMauritzen)两位科学家根据过去50年北欧海域的海水观测资料，以五年为单位，从单位体积海水温度、盐度与密度的变化量来估算造成此变化所需的淡水流量，结果发现，过去30年中，总共约有19000立方千米淡水注入北大西洋，这大约是亚马孙河年流量的3倍。这带来海水盐度的剧烈转变。目前，科学家相信这是冰山融化造成的。科学家推估，每年大约有100立方千米的淡水累积在北欧海域的上层，若保持这样的淡水累积速率，科学家认为MOC将在本世纪内逐渐减弱，而在下个世纪停止循环。

根据多方面的观测资料，美国伊利诺伊大学大气科学系教授迈克尔·施莱辛格(MichaelSchlesinger)计算认为：MOC停止的概率，在未来200年内有70%，在本世纪有45%；如果全球同心协力遵守气候政策，100年后仍将有25%的机会发生MOC停止。

从过去的古气候记录，洋流循环停止的事件可能使北半球的气温下降10摄氏度。让科学家担心的是即便洋流循环是缓慢停止，但是气候却可能瞬间“变脸 ”，并且纵使洋流被重新激活，整个系统的非线性行为也会使北半球无法立即回到温暖的状态。

所谓的瞬间， 哈里·布莱登把它定义为20年左右：冰层核心的记录表明，2000年前的第九纪，曾经有突然的天气变化发生，这个变化是在短短20年的时间内完成的。

8．天气和气候两个概念有何区别？
两者在科学上有明确的定义。天气是短时间发现的气候现象，刮风、下雨、打雷、冰雹等等短期的气候现象。气候是长时间天气的平均状态的统计值，或者是由沿着时间轨道延续的长时间天气的集成的平均值，通常以某一时段的平均值作为标准，不是用几度表述，而是以冷、暖、干、湿来表述的。所以，简单地讲，天气是短时的气象现象，气候是长时间的天气的平均状态。举个例子，全球变暖时，台风的强度会增加，这是气候问题；台风则是一种天气现象。

9．关于人类活动导致全球变暖，在科学界有没有反面的意见？
确实有一些反方的意见，认为气温升高并不是由于人类活动导致的，而可能是由于宇宙射线以及云层的变化所导致的等等。但在过去5～10年当中，这种反面的意见越来越少了。根据最新的IPCC报告，目前科学家还没有找到切实的证据，来证明其他的理论所陈述的因素确实决定性地影响了地球气温的升高。