气候变化概念_气候变化概念转债有哪些

1.气候变化的适应对策

2.导致气候变化的主要原因是什么

3.18世纪工业革命以来气候怎样变化的？

4.气候变化与低碳经济

.物种之间出现生态失调。气候变化一个明显后果是春天提早到来。植物开花、卵孵化，青蛙产卵都会提前。动植物为适应气候变化，不断地改变其活动范围和行为，有些造成生态灾难。例如，由于迁徙鸟类到达欧洲的时间太晚，以致其产下的后代错过了毛毛虫生长旺季，因缺少足够的食物而生存困难。

3.物候期改变，生物节律被打乱。植物因不能移动，“迁移”滞后于动物，它们主要通过改变物候期而适应逐渐升高的全球气温。动物方面，许多迁徙的鸟类正在改变它们的旅行日程，英国蝴蝶春天出现的时间较20年前提前了6天。一些冬眠的动物如蛇类因气温上升而提前结束“冬眠”，生物节律受到影响。

4.带菌或传染病传播生物爆发。随着温度的升高，带菌者的繁殖速度、数量增长；寄生虫的生长速度加快，传染期加长。

5.物种濒危或消失。这是全球变化带来的最大危害。有人悲观地估计，当地球平均温度升高6℃时，地球上将有90％以上的物种消失。

6.土地利用格局的变化。全球三分之一到二分之一的陆地表面被人类活动所改变。拥有全球50％物种的热带雨林面积消失了一半；三分之一的温带森林已被砍伐；温带雨林已成为濒危生态系统类型。

7.气候变化会引起外来生物的入侵，扩张地盘，排挤本地物种。同时可能对水陆交通运输业的影响。

气候变化的适应对策

北大西洋的调查与研究工作揭示出：随着地表平均温度和大气CO2浓度的上升，北大西洋吸纳大气CO2的能力正在持续下降[1-4]；部分陆地区域的碳汇能力变弱[5-7]。一些模型计算也表明地球当前已知碳储库的碳汇持续下降[2, 8]，但人类碳排放还在快速增加，这导致了当前大气CO2浓度的快速上升。当前IPCC等主流观点将这些观点、认识无限外延，认为人类巨量碳排放难以被地球所吸收，未来大气CO2浓度将因此无限、快速上升，温室效应大幅增强，并进一步推论出：未来高浓度的大气CO2将产生难以预测的、不可逆的灾难性后果[1-4,8-10]，例如，海平面因为地表平均温度的上升而快速上涨；粮食与清洁饮用水匮乏，地球将不再适宜人居；等等。IPCC等主流观点因此提出了必须大力减排的观点，但如何实现大幅减排，却成为当前国际 社会 激烈争议的问题，造成 社会 的撕裂。

然而，大量的观测结果却表明，地表平均温度的变化与人类碳排放之间，并不是简单的线性对应关系。例如，本世纪头10年，人类排放了巨量的CO2，导致了大气CO2浓度快速上扬，但地表平均温度的上升却非常缓慢，存在明显的升温中断[11-12]。2020年，由于瘟疫的突然爆发，全球不得不采用大封锁的方式以应对全球瘟疫的大流行，但这却意外地导致了人类碳排放急剧下降[13]。这是一个非常好的全球 社会 实验，可以直接观察人类碳排放大幅下降之后的效果，尽管这个 社会 实验的代价实在太大。然而，2020年的地表平均温度并没有随人类碳排放的大幅减少而下降，相反却是大幅上扬。据世界气象组织最近的报道，2020年的地表平均温度达到了14.9度，比1850年高了约1.2度。这些海量的观测数据充分说明，将地表平均温度的快速上升简单地归因于人类巨量碳排放是有问题的，逻辑上是讲不通的。如果未来人类碳排放急剧下降，但地表平均温度却依然快速上升，南、北极大陆冰川依然快速消融，那么我们花费巨额成本、做出重大牺牲去减排的意义何在？这迫切需要采用新方法，从新的视角重新审视全球气候-碳相互作用过程，为未来人类命运体的可持续发展提供新的科学依据。

回望新生代以来大气CO2浓度的变化过程有助于深入理解全球气候-碳相互作用过程和未来大气CO2浓度的变化趋势。在5000万年前，大气CO2浓度比现今高约10倍，那时的地表平均气温也比今天高10度左右，南、北极大陆还没有永久性的冰川[14-15]。之后大气CO2浓度大幅下降，导致南极大陆出现了永久性冰川[14-17]。很早就有学者指出，青藏高原的形成导致了高纬度地区永久性大陆冰川的出现，让地球从温室气候进入到冰室气候[18]，最近的调查与研究则进一步揭示出（初始）高原在形成过程中吸收了巨量的大气CO2，转化为一个新生的巨型碳储库，是南、北极永久性大陆冰盖形成的主要因素[19]。未来百年之内，青藏高原能否像 历史 时期那样大量地吸收大气CO2？争议比较大。当前主流观点认为地质碳汇，例如硅酸岩化学风化作用等捕获大气CO2的方式，是长周期的碳捕获过程（常以百万年计），在短时间内，完全可以忽略地质碳汇，因此未来百年地球还难以大量吸收大气CO2[2, 20]。但是，当前全球碳收支（global carbon budget）计算却存在严重的不平衡，缺少一大块碳汇的量[2,20-21]，被称为“迷失的碳汇”，这充分反映了地球至少有一个尚不为人们熟知的碳储库，正在默默地大量吸收大气CO2[21]，因此保持当前人类碳排放量不变的前提之下，未来百年，大气CO2浓度到底是多少？争议比较大[19-22]。

大量观测工作早已充分揭示出印度与亚洲大陆的持续汇聚才是推动全球气候变化的引擎、火车头。例如，很早就已认识到青藏高原的形成和南海的张开改变了北半球的大气环流，导致了印度与东亚季风的形成[25-27]；持续生长的青藏高原吸收了巨量的大气CO2[19]，诱发了高纬度大陆冰川的形成[18]和中低纬度大陆地区的荒漠化[26-28]。这些海量的观测数据充分反映了印度与亚洲的持续汇聚深刻影响着全球气候-碳的相互作用，因此青藏高原及周边地区才是预测未来全球气候变化及其后果的关键区域。非常遗憾的是，当前IPCC等主流观点却依然聚焦于北大西洋及其周边地区的观测与研究，长期有意识地忽视青藏高原及邻区的观察与研究成果，并且常将在北大西洋等局部地区获得的尚有争议的研究观点无限外延[1-4, 8-10]，这是前述争议产生的主要因素，因此当前IPCC等主流观点提出的许多概念与模型，例如“不可逆”、“临界点”、“难以预测”、“全球平均海平面快速上升” [1-4, 8-10]，等等，均需要再检验、再评估其科学依据。因此当前需要聚焦于印度与亚洲大陆汇聚过程及其气候效应的研究，在充分整合不同学科、不同区域观测与研究成果的基础之上，开展大数据的分析与挖掘工作，为未来粮食安全保障、淡水供给、巨量大气CO2低成本移除技术的研发、以及2060年碳中和目标的顺利实现提供新的科学依据与技术支撑。

参考文献：

[1] McKinley G A, Fay A R, Takahashi T, et al. Convergence of atmospheric and North Atlantic carbon dioxide trends on multidecadal timescales[J]. Nature Geosci, 2011, 4: 606–610.

[2] Le Quéré C, Raupach M R, Canadell J G, et al. Trends in the sources and sinks of carbon dioxide[J]. Nature Geosci, 2009, 2: 831–836.

[3] Watson A J, Schuster U, Bakker D C E et al. Tracking the variable North Atlantic sink for atmospheric CO2[J]. Science, 2009, 326: 1391–1393.

[4] Canadell J G, Le Quéré C, Raupach M R, et al. Contributions to accelerating atmospheric CO2 growth from economic activity, carbon intensity, and efficiency of natural sinks[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2007, 104: 18886-18870.

[5] Pan Y, Birdsey R A, Fang J, et al. A large and persistent carbon sink in the world’s forests[J]. Science, 2011, 333: 988–993.

[6] Piao S, Ciais P, Friedlingstein P, et al. Net carbon dioxide losses of northern ecosystems in response to autumn warming[J]. Nature, 2008, 451: 49–52.

[7] Zhao M, Running S W. Drought-induced reduction in global terrestrial net primary production from 2000 through 2009[J]. Science, 2010, 329: 940–943.

[8] Friedlingstein P, Cox P, Betts R, et al. Climate-carbon cycle feedback analysis: results from the C4MIP model intercomparison[J]. J Climate, 2006, 19: 3337–3353.

[9] Lenton T M, Rockstrm J, Gaffney O, et al. Climate tipping points — too risky to bet against[J]. Nature, 2019, 575: 592-595.

[10] Steffen W, Rockstrm J, Richardson K, et al. Trajectories of the Earth System in the Anthropocene[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2018, 115: 8252-8259.

[11] Kaufmann R K, Kauppi H, Mann M L, et al. Reconciling anthropogenic climate change with observed temperature 1998-2008[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2011, 108: 11790-11793.

[12] Roberts C D, Palmer M D, McNeall D, et al. Quantifying the likelihood of a continued hiatus in global warming[J]. Nature Climate Change, 2015, 5(4): 337-342.

[13] Le Quéré C, Jackson R B, Jones?M W, et al. Temporary reduction in daily global CO2 emissions during the COVID-19 forced confinement[J]. Nature Climate Change, 2020, 10: 647-653.

[14] Zachos J C, Pagani M, Sloan L, et al. Trends, rhythms, and aberrations in global climate 65 Ma to present[J]. Science, 2001, 292(5517): 686-693.

[15] Pagani M, Zachos J C, Freeman K H, et al. Marked decline in atmospheric carbon dioxide concentrations during the Paleogene[J]. Science, 2005, 309(5734): 600-603.

[16] Pearson P N, Foster G L, Wade B S. Atmospheric carbon dioxide through the Eocene–Oligocene climate transition[J]. Nature, 2009, 461(7267): 1110-1113.

[17] Pagani M, Huber M, Liu Z H, et al. The role of carbon dioxide during the onset of Antarctic glaciation[J]. Science, 2011, 334(6060): 1261-1264.

[18] Raymo M E, Ruddiman W F. Tectonic forcing of late Cenozoic climate[J]. Nature, 1992, 359(6391): 117-122.

[19] 刘焰 人类巨量碳排放后果分析：来自青藏高原综合调查的启示[J].中国地质调查，2019，6(3)：1-13.

[20] Sundquist E T. The global carbon dioxide budget[J]. Science, 1993, 259(5097): 934-941.

[21] Ballantyne A P, Alden C B, Miller J B, et al. Increase in observed net carbon dioxide uptake by land and oceans during the past 50 years[J]. Nature, 2012, 488: 70-74.

[22] Wang J, Feng L, Palmer P I, et al. Large Chinese land carbon sink estimated from atmospheric carbon dioxide data[J]. Nature, 2020, 586: 720-723.

[23] Biscaye P E, Grousset F E, Revel M, et al. Asian provenance of glacial dust (stage 2) in the Greenland ice sheet project 2 ice core, summit, Greenland[J]. J Geophy Res, 1997, 102(C12): 26765-26781.

[24] Ram M, Koenig G. Continuous dust concentration profile of pre-Holocene ice from the Greenland Ice Sheet Project 2 ice core: Dust stadials, interstadials and the Eemian [J]. J Geophy Res, 1997, 102 (C12): 26641-26648.

[25] 叶笃正. 西藏高原对大气环流影响的季节变化[J].气象学报, 1952, 23：33-47.

[26] Molnar P, England P, Martinod J. Mantle dynamics, uplift of the Tibetan plateau, and the Indian monsoon[J]. Rev Geophysic, 1993, 31: 357-396.

[27] Lehmkuhl F, Haselein F. Quaternary paleoenvironmental change on the Tibetan plateau (western China and western Mongolia) [J]. Quatern Internat, 2000, 65/66: 121-145.

[28] Troll C. The upper limit of aridity and the arid core of High Asia [M]// Troll C. Geo-ecology of the High Mountain Regions of Eurasia (Erdwiss. Forschg. IV) . Weisbaden: Franz Steiner Verlag GMBH, 1973: 237- 243.

地球内部的构造运动驱动了全球气候变化，例如青藏高原的形成和南海的张开深刻影响了全球气候变化。反过来，全球气候变化又可以反作用于地球内部的构造活动

导致气候变化的主要原因是什么

气候变化对生态环境和人类健康的影响及适应对策

气候极端事件的变化。当某地的天气、气候出现不容易发生的"异常"现象，或者说当某地的天气、气候严重偏离其平均状态时，即意味着发生"极端事件"。世界气象组织规定，如果某个(些)气候要素的时、日、月、年值达到25年以上一遇，或者与其相应的30年平均值的"差"超过了二倍均方差时，这个(些)气候要素值就属于"异常"气候值。出现"异常"气候值的事件就是"气候极端事件"。干旱、洪涝、高温热浪和低温冷害等事件都可以看成极端气候事件。

全球气候变暖后，不仅气候平均值会发生变化，天气和气候极端事件的出现频率也会随之发生变化。虽然由于观测资料严重不足，目前还无法确定20世纪气候极端值是否出现全球尺度一致的变化趋势，但在区域尺度上还是发现了一些重要的"趋势"。

观测记录显示，自1950年以来，极端最低气温的出现频率有所下降，因此标志寒冷事件的"霜冻日数"和"冰冻日数"减少；但极端最高气温的出现频率有所增加。观测记录还显示，北半球中高纬度地区降水量增加的地区，大雨和极端降水事件有增多趋势。20世纪后半叶，北半球中高纬地区强降雨事件的出现频率可能增加了2％～4％；而北半球中高纬度地区降水量减少的地区，大雨和极端降水事件有下降趋势。在亚洲和非洲的一些地区，近几十年来干旱与洪涝的发生频率增高、强度增强。分析表明，夏季大陆上的一些地区可能已经变得更干，干旱的威胁可能也相应地有所增加。在东亚地区，虽然降水量趋于下降或变化不大，但仍有些地方大雨和极端降水事件有所增加。全球热带和副热带地区的风暴强度和频率的变化，很大程度上仍受年代际变化的影响，没有呈现明显的增多或减少趋势。

最近40～50年中，我国极端最低温度和平均最低温度都出现了增高的趋势，尤以北方冬季最为突出。同时，寒潮频率趋于降低，低温日数趋于减少，雨日显著减少。

(二)全球及中国气候变化的未来情景

如前所述，影响气候的因子多、机制复杂，目前的科学水平还无法给出综合考虑各种影响因子作用的未来气候预测，只能把未来因人类活动引起的大气中温室气体和气溶胶浓度的变化作为条件，输入气候模式计算出未来气候的可能变化。气候变化情景就是未来可能出现的气候状态与当前气候状况之间的差值。

1．气温变化。1995年政府间气候变化专业委员会完成的第二次评估报告，根据其设计的1990-2100年间温室气体和气溶胶排放的6种构想，预测到2l00年全球平均地面温度相对于1990年大约上升1．O～3．5℃。这相当于全球平均温度每10年升温0．10～0．35℃。

2001年政府间气候变化专业委员会完成的第三次评估报告，根据其设计的1990-2100年间温室气体和气溶胶排放的35种构想，预计到2100年全球平均地面温度将比1990年上升约1．4～5．8℃，即全球平均温度每10年将升高0．14～0．58℃。这比第二次评估报告的估计值要高，主要是目前对二氧化硫未来增加量的估计值大大低于1995年的估计。也就是说，未来因二氧化硫等气溶胶引起的降温作用不如1995年估计的大。每10年O．14～0．58℃这样的升温率，大大高于20世纪中实际观测到的升温率，这可能是最近1000年来从未出现 过的升温率，对生态系统的适应能力将是一个严峻的挑战。

几乎所有陆地区域的增温可能都比全球平均值要大，特别是北半球高纬地区的冬季。美国的阿拉斯加、加拿大、格陵兰，亚洲北部和青藏高原，模拟的增温值高出全球平均40％。但是南亚和东南亚的夏季，南美南部的冬季，模拟的增温值都低于全球平均。

需要指出的是，未来的气温变化在全球不同地区不一样，对陆面的影响要快于海洋，北大西洋和南极周围海洋表面温度的增加比全球平均值要小。由于区域气候模式还不完善，目前区域的气候变化情景，还主要使用全球模式的预测结果。

我国科学家使用不同的全球气候模式对二氧化碳增加后我国的气候变化情景进行了研究，结果略有差异。使用政府间气候变化专业委员会第三次评估报告中的5个模式模拟研究表明，假定二氧化碳以每年1％的速率增长，预计到2100年东亚和我国年平均温度将比1961-1990年30年的平均值增加约5．0℃；假定二氧化碳和气溶胶同时以每年1％的速率增长，预计到2100年东亚和我国年平均温度将比196l一1990年30年的平均值增加约3．9℃。

作者： 222.38.88.* 2005-6-21 20:16 回复此发言

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5 气候变化对生态环境和人类健康的影响及适应对策

2．降水变化。政府间气候变化专业委员会第三次评估报告指出，全球气候增暖后，21世纪全球平均降水趋于增多，大多数热带地区平均降水将增多，副热带大部地区平均降水将减少，高纬度地区降水也趋于增多。分季节而言，北半球冬季，热带非洲降水将增加，东南亚变化不大，中美洲将减少；北半球夏季，南亚的降水变化不大。地中海地区的夏季和澳大利亚的冬季降水将减少。高纬度地区冬、夏季的降水均趋于增多。气候增暖后，强降雨事件会增加。由于降水的增加不足以平衡温度增高和可能蒸发的加大，大陆的中部地区夏季一般会变干。此外，气候变暖后北半球夏季季风降水的年际变化可能加大。

预计平均降水将增加的地区，大多数可能会出现较大的降水年际变化。很小的降水变化，会引起水资源的很大变化。这意味着出现干旱的可能性增加，一些地方可能发生更频繁的干旱和洪涝。中美洲和南欧地区夏季降水预计减少10％～20％，这可能会是降水日数不变、每次降水量减少的缘故，更可能会是雨日大大减少、无雨时段大大延长的缘故。气候变暖对澳大利亚降水影响的模式研究结果表明，总的降水量变化不大，但小雨日数减少，大雨日数变为原来的2倍，洪水出现的概率至少要加倍。

18世纪工业革命以来气候怎样变化的？

影响气候的基本因素是纬度位置和海陆分布。

但是除基本因素外，还受地形，洋流，海拔等因素的影响。

要学习气候分布，首先要明白全球气压带和风带，三圈环流以及气压带风带的季节性移动，以及气压梯度力和风向偏转。

我做简要说明，详细情况可参阅课本高中地理必修一。

赤道及两侧附近，因为太阳直射两次，太阳高度较高，接受的太阳热量多，所以空气膨胀上升，导致赤道高空的空气密度增加，从而使高空中的气压升高，气压升高后，空气就向南北两侧运动，受地转偏向力影响，空气在运动过程中（也就是风）出现偏转，北半球向右，南半球向左。因为是在高空，空气比较稀薄，所以最终偏转成与纬线平行的西风，被称为高空西风带。高空西风带因为是正西风，所以在高空就形成了一个围绕地球一圈的高空环流。随着赤道上空气流源源不断的输送来，高空的空气越来越多，受地球重力因素影响，下沉，使近地面形成高压，这就是副热带高气压带。（此谓之动力机制）而赤道地区近地面空气上升，从而出现了赤道低压（此谓之热力机制），受气压梯度力影响，风从副高吹向赤道低压，受地砖偏向力影响，北半球向右偏，南半球向左偏，而近地面空气密度较大，产生的摩擦力也比较大，所以风向最终与等压线成一定角度，这个风在北半球是东北信风，南半球是东南信风。副高，赤道低压，信风带共同组成了低纬副热带环流。

中纬和高纬环流我就不一一说明了，可上网查阅具体的形成原因。

而这三圈环流是形成气候的直接原因之一。

拿几个典型气候来说明。

赤道地区：热带雨林气候：主要受赤道低压影响，盛行上升气流，空气在迅速上升过程中，气温下降，水汽凝结，容易成云致雨，也就是对流雨。所以热带雨林气候下，终年高温多雨。

地中海气候（30°——40°）因为气压带风带随季节南北移动，当夏季时，太阳直射点在北半球，全球气压带风带向北移动，这时地中海地区（具体说是30-40°地区）受到向北移动的副高控制，盛行下沉气流，气温闷热，降水稀少，冬季时，太阳直射点在南半球，全球气压带风带向南移动，此时，地中海地区脱离副高控制，而受西风控制，在大陆西岸，受到从低纬海洋上吹来的暖湿气流影响，气候温和，降水丰富。所以地中海气候的特点就是冬季温和多雨，夏季炎热干燥。

除此之外，还有洋流对气候的影响比较明显。这首先要熟悉全球的洋流分布。需要说明一点，洋流只是对气候起影响，但不起决定性作用。比如秘鲁沿岸的沙漠气候，巴西沿岸的亚热带湿润气候，欧洲西部大范围的温带海洋气候，澳大利亚西部的热带沙漠气候，东北部的热带雨林气候，非洲西南部的热带沙漠气候，北非西撒哈拉的热带沙漠气候等。

地形对气候的影响主要表现为垂直地带性。但是地形也不是起决定性作用。世界上地形对气候影响比较明显的知名地区有：马达加斯加岛东南部的热带雨林气候，乞拉朋齐雨极的成因，美洲西海岸太平洋的东岸出现的气候的狭长分布，澳大利亚大分水岭东侧的气候狭长分布和西侧的大陆性气候。

气候变化与低碳经济

人们都知道现代社会的环境污染，然而很少人去思考过它的严重程度，以及对我们和后代生活方式、生存环境的影响。最近，《科学》杂志连续4期以「地球的状况」 （State of the Planet）为题发表了多篇这一领域的学术论文；《自然》杂志也在12月4日有数篇这类文章，指出这一问题已迫在眉睫。

在 12月5日《科学》杂志上一篇题为「全球空气质量及污染」（Global Air Quality and Pollution）的文章中，日本科学家Hajime Akimoto研究了环境污染及现代交通工具对大气、农业、生态环境的严重影响。比如，气溶胶（Aerosols） 以及氮氧化物 （Nitrogen Oxide）是一些已知的污染因素。而且，亚洲地区的污染已经超过北美和欧洲。文章作者指出，很显然改善空气质量需要全球各国的努力。

发表在同一期《科学》杂志上题为「当代全球的气候变化」（Modern Global Climate Change」）是报导了美国「海洋及大气管理局」（ National Oceanic and Atmospheric Administration）科学家的研究成果。文章中指出，当代社会的气候变化主要是人类的行为引起的。具体来讲，石油及矿业的开采，能源的利用，土地的不合理使用，都会改变大气的成分。

报导中说，尽管人们对气候变化的研究有所进展，但还存在许多未知因素，比如气候变化的速度会有多快。这些未知因素使得科学家们尚无法预测气候变化对人类带来的后果到底有严重。

大气污染和全球气候变化还在加剧，这也意味著我们正在给人类未来的生存造成越来越大的难度。因此，如何面对和解决这一问题也就成了刻不容缓的事情。

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一、前言

自从有人类以来，为了求生存以及求更好的生存环境，人类不断向大自然争取生存空间，成为影响环境变迁的因素之一。人类居住越久、人口越多的地方，受到的影响也越大。当人口稀少、科技不发达，人类焚烧森林扩张耕地，对大自然的影响是区域性而且缓慢的。随著人口快速增加、科技不断突飞猛进，人类的影响不断加速而且扩大影响范围，假以时日演化成森林缩小、土壤流失、水污染、空气污染、降低生物的多样性、沙漠化,甚至可能导致全球气候变迁。

工业革命以来，人类大量地制造二氧化碳、氧化亚氮、甲烷、氟氯碳化物等温室气体。人类对大自然的影响不再只是局限於地表，而是扩张至大气，而且藉由大气的运动，将影响逐渐布及全球，大幅提高了全球暖化的可能性。科学家也因此惊觉到气候不只变幻莫测，更可能因人类的过度发展而发生更剧烈的变化。1980年代以来，全球平均气温迅速上升，不寻常的天气与气候现象频频发生频率，使得气候变迁突然成为世人瞩目的议题。

本文从科学的角度，讨论温室气体增加可能产生的气候变迁，预测气候变迁所面临的科学问题，以及我们应采取的态度。

二、温室效应

温室效应是一自然现象，自盘古开天以来，就存在於地球。如果地球没有大气，在辐射平衡状态下，地球表面的平均温度约为 -18° C，比目前地表的全球平均气温15° C低了许多。大气的存在使地表气温上升了约33° C，温室效应是造成此一温度差距的主要原因。地球大气中的许多气体几乎不吸收可见光，但专门吸收地球放射出去的辐射。这些气体，允许约50%的太阳辐射穿越大气为地表吸收，但却拦截几乎所有的地表及大气辐射出的能量，减少能量的损失，并且再将之放射出来，使得地表及对流层温度升高。大气放射出的辐射不但暖化地表温度，而且在夜晚继续放射，使地表不致於因缺乏太阳辐射而变得太冷。这些气体的影响类似农业用温室的暖化作用，因此称为温室气体，它们的影响则称为温室效应。温室效应不只发生在地球, 金星及火星的主要大气成份为二氧化碳。金星大气的温室效应高达523° C，火星大气太单薄，温室效应只有10° C。

地球大气的温室效应，创造了适合生物生存的环境。但是，如果大气中的温室气体含量过高，将拦截过多的地球辐射使得地表气温逐渐上升。自从欧洲工业革命以来，人类的工业活动大量使用化石燃料( fossil fuel，如煤、石油 )，制造了大量的二氧化碳，并将之排放至大气之中。在工业革命之前的一千年，大气中二氧化碳含量一直维持在约280ppmv( 亦即，一百万单位体积气体中含有280单位体积的二氧化碳，图1)。工业革命之后，二氧化碳含量迅速增加，1950年代之后，增加速率更快，到1995年浓度已达358ppmv。

从18世纪后叶至1990年代，二氧化碳含量增加了30%。这些增加量主要是来自燃烧化石燃料、水泥制造及土地利用。煤及石油中的炭在燃烧过程中被氧化成二氧化碳;石灰岩被制成水泥的过程中也产生二氧化碳;土地的开发利用不但减少了植物吸收二氧化碳的的量，也加速残枝败叶的腐坏而产生二氧化碳。我们现在所使用的煤大多是泥炭纪(三亿多年前)的树木因某种原因被掩埋在地层之中，逐渐形成的化石。三亿多年前植物吸收太阳辐射所遗留下来的能量，近代人类却在一、二百年之间就将之消耗殆尽。

除了二氧化碳，甲烷、氧化亚氮、氟氯碳化物( CFC )等皆因人类人口的增加、经济活动日趋活络，而迅速增加(图2)。比如，从工业革命之前到1994年， 甲烷含量由700ppbv (part per billion by volume,十亿分之一)增加到1721ppbv; 氧化亚氮由275ppbv增加到311ppbv。CFC为人造化学物质在1950年代才大量出现, 而后迅速增加。最近由於蒙特娄公约禁用氟氯碳化物, 其含量在1990年代已不再增加。

如果与二氧化碳相比，甲烷、氧化亚氮、氟氯碳化物的温室效应更高。比如， 一个甲烷分子的温室效应是一个二氧化碳分子的21倍，氧化亚氮为206倍，氟氯碳化物则为数千倍到一万多倍。不过由於二氧化碳含量远大於其他气体含量， 因此二氧化碳的温室效应仍是最大的。图3为1980到1990之间各种人造温室气体造成的大气中辐射增加量的比例。二氧化碳的效应占了55%，甲烷15%，氧化亚氮6%，氟氯碳化物则共占了24%。

上述的温室气体的另一个特性是它们在大气中停留的时间( 亦即, 生命期)相当的长。二氧化碳的生命期为50～200年，甲烷12～17年，氧化亚氮为120年，CFC-12为102年。这些气体一旦进入大气，几乎无法回收，只有靠自然的过程让它们逐渐消失。由於它们在大气中的长生命期，温室气体的影响是长久的而且是全球性的。从地球任何一角落排放至大气的二氧化碳分子，在它长达100年的生命期中，有机会遨游世界各地，影响各地的气候。即使，人类立刻停止所有的人造温室气体的排放，从工业革命之后，累积下来的温室气体仍将继续发挥它们的温室效应，影响地球的气候。

三、 温室气体对未来气候的可能影响

地球气候史中多次暖期发生时，温室气体含量也较高。在未受到人为干预的情况下，大自然自有其一定的韵律，地球上的生物想躲也躲不掉。然而，现代人类面临的问题是，过多的人造温室气体的排放，是否已经或即将破坏大自然的韵律，留给后代子孙一个毁灭的未来。

如果大气中的温室气体含量持续升高（不可避免的事实！），「政府间气候变迁研究小组」（Intergovenmental Panel for Climate Change；IPCC）的科学家估计到2100年，全球平均气温将比1990年高出0.9° C到3.5° C（图4）。其中，二氧化碳的温室效应大约占70%，其他温室气体约占30%。由於海洋热容量大，比较不容易增温，陆地的气温上升幅度将大於海洋，其中又以北半球高纬度地区上升幅度最大，因为北半球陆地较多。但是，北大西洋的气温不但不上升，反而下降。依据推估，二氧化碳浓度升高将使全球平均降水增加，尤其以冬季的高纬度地区最为明显。在低纬度地区，原本降水量就比较大的地区的降水量普遍增加，尤其是南亚与东南亚。全球平均气温上升，海水温度也上升，体积膨胀加上极区冰雪溶化，使得全球平均海平面逐渐上升，在 2100年时将比1990年高出38公分至56公分（图5）。海平面上升的主要原因是海水体积膨胀，格陵兰及南极洲冰川溶化的影响较小。

在气候变异度( variability )及极端气候方面, IPCC 科学家作了以下结论:

气候平均或变异度的微小变化可能使极端气候发生频率产生相当大的变化。

普遍增温将导致高温情况的发生频率升高, 但使低温情况的发生频率降低。

暴雨的发生频率可能提高。平均降水减少的地区, 乾旱的可能性升高。水循环可能加强, 其含意为某些地区的旱涝加剧, 某些地区则减缓。

中纬度风暴是否加剧或减弱, 则无定论。

目前的知识无法判定热带气旋及台风的可能变化。

较暖的气候使热带海洋较接近圣婴现象的情况, 类似圣婴现象的气候型态可能较频繁。

四、气候变迁预测的争议

IPCC利用气候模式在超级电脑中推估未来的气候，所用的知识与工具皆是最尖端的科技。然而，以目前人类对大自然的了解与知识，仍不足以用来准确的预测21世纪的气候。在此仅讨论几个较具争议性的议题。

空间尺度越小、变化越剧烈的天气现象，准确度越低：

一般而言，气候模式的空间解析度甚差。在许多模式中，台湾甚至不存在。因此，不同模式预测的区域气候，有时甚至南辕北辙。因此，要利用目前的气候模式预测未来的台湾气候几乎是不可能的任务。

许多影响气候的物理机制仍未为人类所了解：

最明显的例子是悬浮微粒。人类燃烧化石燃料时，也同时产生硫酸盐悬浮微粒，增加大气混浊度，也造成空气污染、酸雨。1950-60年代的科学家就曾警告说，人类造成的空气污染增加大气混浊度，将使气候逐渐变冷。因此，如果考虑悬浮微粒的降温作用，许多地区的增温程度将减少，雨量变化甚至由减少变成增加（或由增加便减少）。IPCC科学家估计，从工业革命以来，人造温室气体造成的增温作用约相当於每平方公尺2.5瓦。同一时期，悬浮微粒的冷却作用则相当不确定，在每平方公尺0-3瓦之间。

气候模式仍不够完善：

目前的气候模式仍有许多不完善之处，与用来预测天气的模式大同小异。许多科学家争辩，当我们仍无法用这些模式准确的预测10天以后的天气，如何能预测21世纪的气候。

自然变迁与人为变迁：

过去一百多年来的气候变迁，有多少是气候的自然变化？有多少是人类污染造成的？科学界针对此一问题仍议论纷纷，尚无定论。最明显的例子是，IPCC评断20世纪是否比其他世纪暖和的结论：「全球平均温度至少与西元1400年以来任何世纪一样暖」 ( at least as warm as any century sinceat least about 1400 )。而且，全球暖化的现象可能与长达数百年而在19世纪末结束的小冰河期有关。小冰河期的发生则与人类的活动无关。至於，小冰河期是否是因为人造温室气体造成的温室效应才结束，则是另一个仍无答案的问题。如何厘清自然变迁与人为变迁是目前科学家面对的一大挑战。

五、我们的态度

气候学家Henderson-Sellers 针对全球暖化防治问题做问卷调查，询问确定性要有多高才能采取防治行动。结果民众要求只要50%即可。即使如此，科学家仍无法拍胸脯保证。但是，我们是否可以因此忽略全球暖化的问题。答案是否定的。理由有三：

全球暖化的可能性：

虽然，我们仍无法确切知道温室气体的累积将如何改变地球的气候，但是我们知道人为污染确实可能导致气候变迁，其影响不容忽视。理由有三：(1)人类的活动造成大气中温室气体含量的增加，(2)温室气体具有暖化地球大气的特性，(3)温室气体的生命期从十年到数百年不等，能影响地球气候数百年之久。

气候系统的回馈作用：

气候系统的运作过程中有许多正回馈与负回馈作用。不论是前者或后者，都可能剧烈的改变地球的气候。知名学者W. S. Broecker，最近发表一篇论文警告说，全球暖化有可能改变大西洋的海洋环流，其传送至高纬度地区的热量因而降低，反而使得欧洲甚至全球进入寒冷的气候。他所提出来的机制，乍听之下，似乎会缓和全球暖化，其实不然。因为，该机制的降温作用，远大於全球暖化的增温作用，反而造成更剧烈的气候变化。W. S. Broecker将此机制妙比为气候系统的「阿基里斯的脚踵」(Achilles Heel)，亦即微小的变化可能导致气候系统的大转变，甚至瞬变（几年的时间尺度）。

气候变迁的风险太大：

一个台风，不管在落后国家如孟加拉湾，或富裕国家如美国，都可能造成巨大的生命、财产的损失。虽然说气候将如何变迁仍有相当高的不确定性，但是如果全球暖化造成更加剧烈的天气、气候变化，其冲击面之大，将是人类所无法想像的。亦即是，我们所面临的风险之大，是史无前例的。更何况，资料显示古代大气中温室气体含量高时，气候偏暖；含量低时，气候偏冷（图6）。过去一再发生的现象，未来发生的机率也极高。

基於以上的理由，我们应有以下的认知与体认：

风险的概念：

首先，我们必须体认气候变迁预测的不确定性，不能因为科学界无法提出百分之一百可信的结果，而全盘否定气候变迁的可能性。人的一生中面对许多大大小小的风险。现代人因此相当多的时间、金钱与精力, 维护自身的健康，购买寿险、健康保险，防患於未然。而在做这些维护自身利益的措施之前，我们从不需去确定不幸的事情一定会发生。同样的，人类的未来面临更多的大风险。更何况，过去一、二百年来，人类已经为自己的未来埋下更多不可预期的危机。与其面对茫茫的未来，毫无作为，不如起而行，尽心尽力维护地球的健康。人与自然的互动应是互相融合, 而不是事后的适应与疗伤。即使全球暖化发生的机率不高或者程度不严重, 任何维护地球环境的投资( 不论是有形或无形的 )都是值得的，因为至少我们维护了一个健康的生存环境。何况，如果发生了，人类所付出的代价将极其惨重。毕竟, 维护地球的健康, 就是延续人类的生存。

摒弃「得过且过」的观念：

京都的「气候变化纲要公约」会议将全球暖化的议题提升到最高点。人造温室气体可能造成的气候变迁，由於不确定性较大，对各国的经济影响大了许多，在国际政治舞台上，各国也很难取得共识。台湾对此一议题的处理方式，仍处於得过且过的阶段。政府总是谈论「因应之道」，而不是「解决之道」，一厢情愿的希望能适用较宽的二氧化碳排放标准。甚至，有人建议应靠外交谈判来处理相关问题。然而，台湾有多少外交筹码，人人心知肚明。核能政策的拥护者也趁机建议应发展核能发电。残酷的事实是，台湾仍将继续投资於高耗能的炼钢厂，即使多盖几座核能发电厂，也缓不济急，於事无补。更何况，核能发电厂有其另外的环境问题。鸵鸟心态不但解决不了问题，只会使情形恶化。

营造「环境善国」：

20世纪末，高度的经济发展对人类生存的地球已经形成重大压力。台湾地小人稠，所承受的环境污染与生态破坏更是严重。我们应该采取的策略是，重新思考台湾经济政策与科技政策，让经济发展、科技发展、与环境保护合而为一，而不是互相牵制。台湾应该采取的策略不是因应之道，而是规画一个能兼顾「适度的经济发展」与「环境保护」的永续发展策略，让台湾成为「环境善国」，善尽地球村一员应尽的义务，彻底的解决地区性的与全球性的环境污染问题。

结语

本文讨论了温室效应、未来的气候变迁，而且刻意将科学的不确定性赤裸裸的呈现出来。笔者相信这方面的资讯相当重要，因为气候预测将严重影响下游的冲击评估及因应策略研究，甚至制订政策的方向。不确定性或概率 )的概念， 也应纳入冲击评估及因应策略研究。我们应作的是依据不同的假想状况来评估气候变迁的可能冲击，而不是铁口直断，给予斩钉截铁的答案。

我们更不希望政府、企业、甚至民众，因为知道气候变迁预测的不确定性，而忽视人为环境变迁可能带来的巨大影响。相反的，就是因为它的不确定性及可能造成的灾害，我们应投入更多的精力在环境保护相关的研究、教育与防治上， 设法结合绿色科技与经济，让环保与适度而且必要的经济发展形成双赢的局面。

联合国环境规划署于2009年12月组织召开的哥本哈根全球气候大会虽然未能就世界各国的温室气体排放问题达成十分满意的协议，但是这次大会还是借助各种媒体把低碳经济的概念炒作得沸沸扬扬。

控制温室气体排放是一个典型的宇观环境经济学问题。最近几十年的卫星观察和实地考察发现，地球极地的冰冻范围正在逐渐缩小，高原和高山的冰封雪顶正在逐年消融。美国科学家认为，造成全球气候变暖的根本原因就是人类大量燃烧石油、煤炭和薪柴等碳燃料造成的全球二氧化碳等温室气体含量的不断增加。也有舆论认为，有关温室气体排放造成全球气候变暖的论断纯属少数科学家、掌握低碳技术的企业主、炒作碳排放交易的财团首脑和强调环境保护的政客共同制造的全球环境经济政治话题。造成全球气候变暖的根本原因是地球正处于宇观变动的升温期。有科学家认为，人类工业活动排放的二氧化碳等温室气体对于地球变暖的作用微乎其微。太阳活动的能量变化以及地球和太阳系在宇宙中运动的天文周期变化才是全球气候变暖的根本原因。

低碳经济主要是指减少对于燃烧石油制品、煤炭和薪柴依赖的各种经济变革。控制各国的碳排放是低碳经济的首要环节，发展低碳金融，推行低碳技术，开发非碳能源。在此背景下，“碳足迹”、“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳发展”、“低碳生活方式”、“低碳 社会 ”、“低碳城市”、“低碳世界”等一系列新概念、新政策应运而生。低碳经济的理想形态是充分发展“阳光经济”、“风能经济”、“氢能经济”、“生物质能经济”等新能源经济。

低碳经济体现了人类经济活动的宇观环境责任和宇观环保意识。2006年，前世界银行首席经济学家尼古拉斯·斯特恩牵头做出的《斯特恩报告》指出，全球以每年占GDP 1%的低碳经济投入，可以避免将来每年占GDP 5%~20%的损失，呼吁全球向低碳经济转型。虽然在天文气象学家看来，人类减少碳排放所作的努力对于缓解全球气候变暖的作用微乎其微，但是发展低碳经济对于全球范围治理环境污染、改善人类生活的大气环境质量还是很有意义的。通过发展低碳经济和吸碳经济改变这一状况，也是宇观环境保护的一项重要战略任务。《解码经济——新生经济学导论》（郭夏，2010年经济科学出版社出版）第330页