《如何报道气候变化:知识、视角和方法》包含以下这四章:气候变化的基本科学、气候变化与经济、气候变化与外交、气候变化与新闻报道,均转自气候变化媒体在线。它们是由关心气候变化的资深记者所收集整理的资料,用以向新闻界介绍气候变化知识。文字简洁易懂,内容也比较全面,看完之后基本上会气候变化和减排谈判有一个大体的认识。但是有些内容倾向性比较明显,很多例子和数字估算的意义并不准确,希望读者自己做出判断。
如何报道气候变化:知识、视角和方法
第一章 气候变化的基本科学
方玄昌编辑整理
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。
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%。
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。
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。
本名词解释表以IPCC第三次评估报告中的术语表为基础,重点选择列出其中的科学术语部分。
1.气候部分
气候
狭义地讲,气候常常被定义为“平均的天气状况”,或者更精确地表述为,以均值和变率等术语对变量在一段时期里的状态的统计描述。这里的“一段时期”可以是几个月到几千年甚至数百万年,但通常采用的是世界气象组织(WMO)定义的30年。而“变量”一词一般指地表变量,如温度、降水和风。
广义来讲,气候就是气候系统的状态,包括统计上的描述。
气候系统
由五个主要组分构成的高度复杂的系统,包括有大气圈、水圈、冰雪圈、陆面、生物圈,以及它们之间的相互作用。气候系统的演变进程受到自身动力学规律的影响,也由于外部驱动如火山喷发、太阳变化,以及由人类引起的诸如大气组成的改变以及土地利用的驱动等。
注:冰雪圈指由所有的雪、冰以及陆地和海洋表面上面和下面的永久冻结带组成。
辐射强迫
由于气候系统内部变化或如二氧化碳浓度或太阳辐射的变化等外部强迫引起的对流层顶垂直方向上的净辐射变化(用每平方米瓦表示:Wm-2)。辐射强迫一般在平流层温度重新调整到辐射平衡之后计算,而其间对流层性质保持着它未受扰动之前的值。
辐射强迫情景
对辐射强迫未来发展的一种可能是合理的表述。这种辐射强迫与多种变化有关,如大气成分的变化、土地利用的变化、外部因子(如太阳活动)的变化。辐射强迫情景可以作为简化的气候模式的输入,用以对气候预计进行计算。
能量平衡
气候系统能量收支的全球长期平均应该是平衡的。因为驱动气候系统的所有能量均来自于太阳,能量平衡意味着进入的全球太阳辐射总量必须等于被反射的太阳辐射与气候系统射出的红外辐射之和。全球辐射平衡的扰动被称为辐射强迫,它是由自然或人为因素引起的。
气候变化
气候变化指气候平均状态统计学意义上的巨大改变或持续较长一段时间的(典型的为10年或更长)气候变动。气候变化的原因可能是自然的内部进程或外部强迫,或者对大气组成和土地利用的持续性的人为改变。
《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)第一款将“气候变化”定义为“经过相当一段时间的观察,在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变”。UNFCCC因此将因人类活动而改变大气组成的“气候变化”与归因于自然原因的“气候变率”区分开来。
温室效应
温室气体有效地吸收地球表面、大气本身和云所发射出的红外辐射。大气辐射向所有方向发射,包括向下方的地球表面的辐射。温室气体则将热量捕获于地面—对流层系统之内。这被称为“自然温室效应”。
温室气体
温室气体是指大气中由自然或人为产生的能够吸收和释放地球表面、大气和云所射出的红外辐射谱段特定波长辐射的气体成分。该特性导致温室效应。
水汽( H2 O )、二氧化碳(CO2 )、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)和臭氧(O3)是地球大气中主要的温室气体。此外,大气中还有许多完全由人为因素产生的温室气体,如《蒙特利尔协议》所涉及的卤烃和其他含氯和含溴物。除CO2、N2O和CH4外, 《京都议定书》将六氟化硫(SF6 )、氢氟碳化物(HFCs )和全氟化碳(PFCs )定为温室气体。
全球增温潜势(GWP)
描述充分混合的温室气体的辐射特性的指数,它反映了不同时间这些气体在大气中的混合效应以及它们吸收向外发散的红外辐射的效力。该指数相当于与二氧化碳相关的在现今大气中给定单位温室气体量在完整时间内的升温效果。
气候反馈
气候系统中各种物理过程间的一种相互作用机制。一种初始物理过程触发了另一种过程中的变化,而这种变化反过来又对初始过程产生影响,这种相互作用被称为气候反馈。使最初的物理过程增强的是正反馈,使之减弱的则为负反馈。
气候模式(体系)
气候系统的数值表述是建立在气候系统各部分的物理、化学和生物学性质及其相互作用和反馈过程的基础上,以解释已知特征的全部或部分。
气候系统可以用不同复杂程度的模式来描述。气候模式不仅是一种学习和模拟气候的研究手段,而且还被用于实际操作,包括月、季节、年际的气候预测。
气候预计与气候预测
对气候系统响应温室气体和气溶胶的排放或浓度构想以及辐射强度情景等的预计,往往基于气候模式的模拟。气候预计与气候预测不同,气候预计主要根据一些设想和关注的问题,例如未来可能的或不可能实现的社会经济和技术发展状况,应用排放浓度/辐射强迫情景对气候进行的预计,具有很大的不确定性。而气候预测或气候预报是对未来(如季节、年际或长时间尺度)气候的实际演变过程进行最接近的描述或估测的一种手段。
平衡和瞬变气候实验
“平衡气候实验”是指对于一种辐射强迫的改变,允许气候模式完全调整到与之平衡的状态的实验。这种实验提供了有关模式初态和终态的差异的信息,但没有给出模式响应随时间的变化。如果强迫是按照预先给出的排放情景逐渐演变的,就可以分析气候模式响应随时间的变化。这样的实验被称之为“瞬变气候实验”。另见气候预计。
气候情景
在气候逻辑关系内在一致性的基础上,对未来气候的一种近乎合理的、通常简化的表述。这种未来的气候被直接用于研究人为气候变化的潜在结果,经常作为输入因子应用于影响模型。气候预计经常作为原始数据应用于气候情景的构建,但气候情景通常还需要其他的信息如观测到的当前的气候。一个“气候变化情景”表述的是气候情景和当前气候之间的差异。
气候敏感性
在IPCC报告中,“平衡气候敏感性”是指全球平均表面温度在大气中(当量) C O2 加倍后的平衡变化。更一般地讲,平衡气候敏感性是指当辐射强迫(℃/Wm-2)发生一个单位的变化时表面气温的平衡变化。实际工作中,对平衡气候敏感性的评估需要耦合环流模式的长期模拟。“有效气候敏感性”是围绕该要求的一个相关度量。它根据模式输出来评估不断演变的非平衡性条件。它是衡量特定时间反馈力度的方法,并可能会随强迫的历史和气候状况而变化。
气候变异
气候变异是指气候的平均态和其他统计量(如标准偏差、极值的出现频次等)的变化,这种变异在时间和空间的尺度都要超过单独的天气事件的变化。
气候变异可能是由于气候系统内部的自然过程(内部变异)造成,也可能是因为自然的或人为的外部强迫(外部变化)。
剧烈的气候变化
气候系统的非线性可以导致剧烈的气候变化,有时被称之为突发事件甚至意外事件。这些突发事件有些是可以想象得到的,如温盐环流戏剧性的重组、冰川的迅速消失或永久冻结带的大量融化所导致的碳循环的快速变化。其他的则确实是不可预见的,如非线性系统强烈地、迅速地变化所造成的结果。
风暴潮
由于极端气象条件(低气压或强风)引起的某一特定地点的海水高度暂时增加。风暴潮被定义为在该时间和地点超出潮汐变化的部分。
冷却度日与加热度日
一日温度高于18℃的部分(如:某一日平均温度为20℃,就记为2冷却度日)。
一日温度低于18℃的部分(如:某一日平均温度为16℃,就记为2加热度日)。
响应时间
响应时间或调整时间是指在外部、内部过程或反馈造成的强迫后, 气候系统或其分量在重新平衡到一个新的状态所需的时间。气候系统的不同分量的响应时间有非常大的差异。对流层的响应时间相对较短,从几天到几个星期,而平流层要达到平衡状态的典型时间尺度为几个月。海洋因其巨大的热容量,其响应时间要更长,典型的为十几年,但也可以达到上百年甚至千年。表面—对流层强烈耦合系统的响应时间与平流层相比会更慢,它主要决定于海洋。生物圈对某些变化(如干旱)的响应可以很快,但对于叠加的变化则响应则很慢。有关影响示踪气体浓度的过程速度的响应时间的不同定义,请参见生命期。
瞬变气候响应
平均每20年的全球平均表面气温升高,中间值出现在CO2加倍时(即利用全球耦合气候模式进行的在每年1%的CO2混合物增加实验中的第70年)。
2.环境部分:
《京都议定书》
《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)的《京都议定书》于1997年在日本京都召开的UNFCCC缔约方大会第三次会议上达成。它包含了除UNFCCC之外法律上所需承担的义务。议定书附件B 中包括的各国(多数国家属于经济合作和发展组织及经济转轨国家)同意减少人为温室气体( 二氧化碳、甲烷、氧化亚碳、氢氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫)的排放量,在2008至2012年的承诺期内排放量至少比1990年水平低5%。
《蒙特利尔议定书》
1987年在蒙特利尔达成的关于消耗臭氧层的物质的《蒙特利尔议定书》,以后又作了一系列的调整和修订(伦敦1990,哥本哈根1992,维也纳1995,蒙特利尔1997,北京1999)。该议定书控制破坏平流层臭氧的含氯和溴的化学物质的消费量和产量,如氯氟碳化物(CFCs)、甲基氯仿、四氯化碳及许多其他物质。
CO2(二氧化碳)当量
对于给定的二氧化碳和其他温室气体的混合气体,相当于多少能够引起同样的辐射强迫的二氧化碳的浓度。
甲烷(CH4)
一种属于温室气体的碳氢化合物,它通过垃圾填埋场的垃圾厌氧(没有氧) 分解、动物消化、动物排泄物的分解、天然气和石油的生产和销售、产煤和化石燃料的不完全燃烧。甲烷是《京都议定书》规定的需要减排的6种温室气体之一。
臭氧(O3)
三个原子的氧(O3),一种气态的大气成分。在对流层中,由自然的和人类活动(光化学“烟雾”)导致的光化学反应产生的。在对流层中高浓度的臭氧对大范围的生命有机体有伤害作用;在对流层中扮演温室气体的角色。在平流层,由太阳的紫外辐射与氧分子(O2)的相互作用产生。平流层内的臭氧对辐射平衡起决定性作用,其浓度在臭氧层达到最高。由于气候变化后化学反应可能提高,平流层臭氧的损耗导致平面紫外辐射流(UV-B)增加。
六氟化硫(SF6)
《京都议定书》管制的6种温室气体之一。作为高压设备的绝缘体或有助于生产电缆冷却设备,它广泛地应用在重工业生产中。它的全球增温潜势为23900。
氢氟碳化物(HFCs)
《京都议定书》控制的6种温室气体之一。工业上生产该物质用作氯氟碳化物的替代品。HFCs主要用于电冰箱和半导体生产。它们的全球增温潜势范围是1300~11700。
全氟化碳(PFCs)
《京都议定书》管制的6种温室气体之一。它是铝熔融和铀浓缩的副产品,同时它也在半导体生产中替代氟氯碳化合物。PFCs的全球增暖潜势为二氧化碳的6500~9200倍。
卤烃
碳与氯、溴或氟的化合物。此类化合物是大气中强有力的温室气体。含氯和溴的卤烃也参与损耗臭氧层。
氧化亚氮(N2O)
一种通过土壤耕作活动,尤其是商用和有机化肥的使用、化石燃料的燃烧、氮酸的生产和生物质燃烧而产生的强力气体。它是受《京都议定书》管制的6种温室气体之一。
氯氟碳化物(CFCs)
1987年《蒙特利尔议定书》涉及的温室气体,用于电冰箱、空调、包装、绝缘、溶剂或喷雾推进剂。由于在低层大气中未被破坏,CFCs飘入高层大气层并在适当的条件下分解臭氧。这些气体正在被《京都议定书》所涉及的包括氢氯氟碳化物和氢氟碳化物在内的温室气体所取代。
非点源污染
污染来自不能确定为具体离散点的源,例如作物生产区、林木区、露天开采、垃圾处理和建筑物等。另见点源污染。
净二氧化碳排放
二氧化碳在特定时期和具体地区或区域的源和汇之间的差额。
碳循环
用于描述大气、海洋、陆地生物圈和岩石圈中碳流动(以各种形式,如二氧化碳)的术语。
生命期
用于表示影响示踪气体进程的多种时间尺度。通常情况下,生命期是指原子或分子在特定的库如大气或海洋中的平均滞留时间。
S轨迹
能实现1994年IPCC评估报告中定义的稳定的二氧化碳浓度轨迹。对于任何给定的稳定水平,这些轨迹都包含许多种可能。S代表“稳定”。
汇
从大气中清除温室气体、气溶胶或它们前体的任何过程、活动或机制。
气溶胶
空气中固态或液态颗粒的聚集体,通常大小在0.01mm至10 mm之间,能在大气中驻留至少几个小时。气溶胶有自然的和人为的两种来源。气溶胶可以通过两种途径对气候产生影响:通过散射和吸收辐射产生直接影响;通过在云形成过程中扮演凝结核或改变云的光学性质和生存时间而产生间接影响。见间接气溶胶效应。
间接气溶胶效应
气溶胶可以通过作为凝结核,或者改变云的生命期和光学性质,对气候系统产生间接的辐射强迫作用。可分为两种不同的间接效应。
• 第一间接效应:因人为的气溶胶增加而引起的辐射强迫作用。它造成固体液态水含量中,颗粒浓度的增加和尺度的减小,从而导致云反照率的增加。该效应也被称为“Twomey效应”。有时人们也将它称为云的反照率效应。但这是一种明显的误解,因为第二间接效应也会改变云的反照率。
• 第二间接效应:人为的气溶胶增加而引起的辐射强迫作用。它造成颗粒的尺度减小,降低了降水率,从而调整了液态水含量、云的厚度和云的生命期。该效应也被称为“云的生命期效应” 或“Albrecht效应”。
含碳气溶胶
主要成分为有机物和多种形式的黑碳的气溶胶(Charlson和Heintzenberg, 1995年)。
有机气溶胶
以有机化合物为主的气溶胶颗粒,主要为C、H、O,以及少量的其他元素(Charlson和Heintzenberg,1995)。见含碳气溶胶。
黑碳
根据光线吸收性、化学活性和(或)热稳定性等条件定义的有机物种类,包括煤烟、木炭和(或)吸收光线的难熔的有机物(Charlson 和Heintzenberg, 1995年)。
前体
大气中的化合物,它本身并不是温室气体或气溶胶,但它能通过参与调节温室气体或气溶胶的产生或毁灭的物理或化学过程,从而对温室气体或气溶胶的浓度产生影响。
环境无害技术(ESTs)
这种技术能保护环境、更少污染、以更可持续的方式利用所有资源,回收更多的本身废弃物和产品,且与它们拟替代的技术相比,能以更为人们所接受的方式处理剩余废弃物,这些技术能适应本国确立的社会经济、文化和环境方面的优先。本报告中的EST是指减排和适应技术、硬技术和软技术。
富营养化
水体( 常为浅水) 中的可溶解性养分变得(自然的或因污染而造成)丰富并造成溶解氧季节性缺乏的过程。
3.生态部分:
珊瑚礁白化
由于失去共生的海藻而造成的珊瑚礁颜色变白。白化是珊瑚礁对海水在温度、含盐量以及混浊度方面的突然变化产生的生理反应。
净生态系统生产量(NEP)
一个景观单元的植物生物量或碳的增加量。NEP等于总初级生产量减去由自养呼吸损失的碳量。
净生物群系生产量(NBP)
从区域内净获得或损失的碳量。NBP等于净生态系统生产量减去因搅动(如森林火灾或森林采收)而损失的碳量。
固碳
增加除大气之外的碳库的碳含量的过程。生物固碳过程包括通过土地利用变化、造林、再造林以及加强农业土壤碳吸收的实践来去除大气中的二氧化碳。物理固碳过程包括分离和去除烟气中的二氧化碳或加工化石燃料产生氢气, 或将二氧化碳长期储存在开采过的油气井、煤层和地下含水层。
藻华
江河、湖泊或海洋中的藻类大量繁殖。
沼泽
植物体聚集的极难排水的区域,通常由开放的水域包围,而且有一些特有的植物群体(如苔草、石南灌丛、泥炭藓)。
生物区系
一个地区所有生命有机体的总和,动植物被认为是一个整体。
二氧化碳(CO2)肥沃化
大气中二氧化碳浓度增加导致植物生长加速。因光合作用的机制,某些种类的植物对大气二氧化碳浓度变化十分敏感。
水分利用效率
在光合作用过程中蒸腾每单位水分所固定的碳。短期可以表示为每蒸腾损失单位水分光合作用所固定的碳的比率,在季节时间尺度上可以表示为农作物净初级生产力或农业产量与可利用的有效水分量的比率。
一次生产总量(GPP)
通过光合作用固定在大气中的碳总量。
4.地理及其他部分:
荒漠化
在干旱、半干旱及半湿润偏旱区因气候变化和人类活动等多种因素导致的土地退化。联合国防治荒漠化会议进一步将土地退化定义为干旱、半干旱、半湿润偏干地区以及雨养作物、灌溉作物或牧场、草地、森林以及林地等复合体在生物生产力或经济生产力方面的降低,生产力降低的原因来自于人类活动和居住模式等方面的土地利用或这些过程的单个或多个因素,如:(1) 风蚀和(或)水蚀造成的土壤侵蚀; (2)土壤在物理、化学、生物学或经济特性等方面的恶化; (3) 天然植被的长期损失。
沙漠
年降水少于100mm的生态系统。
干旱区
年降水量小于250mm的生态区。
半干旱地区
年降水量大于250mm的生态系统,生产力不高;一般归属为草原。
冰帽
圆形的、覆盖于高地的、范围比大冰原小得多的冰结合体。
大冰原
陆地上大块的冰体,它具有相当的深度足以覆盖其下大部分的岩床地形,以至于其形状主要由它的内部动力学决定(由于内部形变引起的冰体的流动及其底部的滑动)。冰原从位于小的平均表面斜坡的、具有较高位置的中心高原向外流动。边缘为陡坡,冰通过快速流动的冰流或冰川出口而塌陷,在一些情况下成为冰架漂浮于海洋中。世界上现今只有两个大的大冰原—— 格陵兰岛和南极,南极大冰原被横贯南极山脉分为东部和西部两部分;在冰河期,还有其他大冰原。
冰架
附着于海岸的、有相当厚度的、漂浮着的大冰原(经常为具有相当大的水平范围或略为起伏不平的表面);多为大冰原的向海侧。
冰川
陆地上巨大的冰体,可以沿山坡向下流动(因内部形变和底部滑动),同时被周围的地形( 如山谷和四周的山峰) 所限制;岩床地形是冰川运动和表面倾斜的主要影响因素。冰川因其上部较高处降雪的积累而维持,同时因其下部融化或流进海洋而达到平衡。
深水形成
发生在海水冻结形成海冰时。局部的盐释放及随后发生的水密度增加而导致含盐量高的冷水汇集于海洋底部。
蒸发蒸腾作用
地球表面蒸发过程和植被的蒸腾作用的联合作用。
外部成本
用于定义为任何活动主体未全面考虑自己的行为对他人的影响的人类活动所引起的成本。同样,外部收益是指这种影响是正面的,且在活动中不对活动主体负责。一座发电厂的特殊污染排放影响着人类健康,但在个人决策时经常不予考虑或没有给予足够重视,这样的影响是不会有市场的。这种现象被称为外部性, 由它所引起的成本被称为外部成本。
淡水透镜
在海岛下部的一个透镜式的淡水水体。它位于咸水之下。
总环流
在旋转的地球上,因热力差异引起的大气和海洋的大尺度运动,其作用在于通过热量和动量的输送恢复系统的能量平衡。
全球表面温度
全球表面温度是指对以下两种气温进行面积加权后的全球平均温度:(1)海洋表面温度(也即海洋表层几米内的次表层容积温度);(2)陆地表面1.5米处的表面气温。
交叉拱
低而狭窄的、常常是大致垂直于海岸线而延伸的堤岸,设计用于保护海滨免受洋流、潮汐或波浪的侵蚀,或圈集海沙来建造或形成海滩。
地下水补给
外部水进入蓄水层中饱和区的过程,既可直接进入也可间接进入而形成。
平均海平面(MSL)
平均海平面通常被定义为在某一时期,如一个月或一年的平均相对海平面高度,这个时间应足够长,使得能求出诸如海浪等瞬变现象的平均值。另见海平面升高。
相对海平面
由检潮仪测量的海平面,它与所处上方的陆地有关。
后冰河时代回弹
随着大冰原的收缩和消失,如从上一个冰河期最高峰以来(21 ky BP),大陆和海底的垂直运动。回弹是一种均衡的陆地运动。
轨迹
一套平缓变化的浓度组合,它展示了通向稳定的可能路径。“轨迹”一词通常用于区别称为“情景”的排放路径与此类路径区分开来。
替代物
一个气候指标的替代物是指,利用物理学和生物学原理,对某一局地记录进行解释,用以表示过去与气候相关的各种变化。用这种方法得出的气候相关资料被当做替代资料。如树木年轮、珊瑚特性以及各种由冰芯得到的资料。
热侵蚀
受活动水的热量和机械两种作用的共同影响,造成富冰永久冻结带的侵蚀。
冰融喀斯特
由冰融化引起的冻结土面上不规则的、圆球状的地形。
臭氧层
平流层存在一个臭氧浓度最高的气层,称为臭氧层。臭氧层的范围大约从12公里延伸到40公里。臭氧浓度约在20到25公里处达到最大。臭氧层正在被人类排放的氯化物和溴化物损耗。每年,在南半球的春季,南极上空的臭氧层都发生非常强烈的损耗,它也是由人造的氯化物和溴化物与该地区特定的气象条件共同造成的。这一现象被称之为臭氧洞。
海洋传输带
围绕全球海洋进行水循环的理论路径,受风和温盐环流驱动。
北大西洋涛动(NAO)
北大西洋涛动由靠近冰岛和靠近亚速尔群岛的相位变化相反的气压场组成。一般来说,冰岛低压与亚述尔高压之间的偏西气流为欧洲带去气旋以及与其相伴的锋面系统。但是,冰岛和亚述尔群岛之间的气压差异存在从日到年代际时间尺度的震动,有时气压差也会反过来。它在从北美中部到欧洲的北大西洋地区的冬季气候变异中起主导作用。
厄尔尼诺南方涛动(ENSO) 与拉尼娜
厄尔尼诺最初的意义是指一股周期性地沿厄瓜多尔和秘鲁海岸流动的暖水流,它对当地的渔业有极大的破坏。这种海洋事件与热带印度洋和太平洋上表面气压型和环流的振荡(被称为南方涛动)有密切关系。这一海气耦合现象被统称为厄尔尼诺南方涛动(或称ENSO)。在厄尔尼诺事件发生期间,盛行的信风减弱,赤道逆流增强,导致印度尼西亚地区表面的暖水向东流,覆盖在秘鲁的冷水之上。这一事件对赤道太平洋上的风场、海平面温度和降水模式有巨大影响,并且通过太平洋对世界上其他许多地区产生气候影响。与厄尔尼诺相反的事件叫拉尼娜。
温盐环流
海洋中密度驱动的大尺度环流,是由温度和盐度的差异而产生的。在北大西洋,温盐环流包括表层的朝北暖流,和深层的朝南冷流,从而导致净的向极地的热能净的输送。表面水在位于高纬度极有限的下沉区域下沉。
非线性
一个过程中原因和结果之间没有简单的比例关系,就称其为非线性的。气候系统包含许多这样的非线性过程,使得系统的行为非常复杂。这种复杂性可以导致剧烈的气候变化。