气候变化概况及成因
--------------《大气环境学》专题报告
曾华化学化工学院 151130004
摘要：工业革命以来，人类活动对自然的影响越来越大，随着温室气体的不断
排放，全球气候变暖问题已经日渐突出，由自然活动正常调配的气温，逐渐受人类活动的影响越来越大，20世纪暖期可能成为千年来最强的暖期，与此同时其他气候要素，如降雨等，都受到或大或小的影响，全球气候变化极大的影响了地球环境，不得不引起我们的重视。
1.概况
工业革命以来，全球气温随逐年有波动，但总体呈上升趋势，导致后期的冷年相对于之前的暖期，平均气温也有提升，冰川消融加快，等温线向高纬度高海拔地区位移，植物开花期提前等都从一定程度佐证了气候变暖的事实。降雨量虽无明显的提升，但降雨的时空间分布已有较大改变，与此同时，统计数据显示，虽然有些地区的降雨量有下降趋势，但全球总体降雨量仍呈现上升的趋势，其它气候状况也有改变，如厄尔尼洛现象异常增加，热浪增加等等都是气候变化的表现。全球气温升高，降雨增加，已经成为气候变化的主要表现。其成因复杂多变，但人类活动的影响无疑是其中重要的一环，各种温室气体的含量从工业革命以来大量增加则是这一现象背后极为影响深远的一个因素。
2. 气温升高
2.1 气温升高的表现
气温的下降、回收和波动本是自然的正常过程，在近千年的气温变化中有着明显的由暖到冷再回暖的过程，在近百年的尺度中也有着类似的过程，而从20世纪末到现在似乎正处在这样一个气温回收的阶段，我们无法肯定这样的过程究竟是自然起主导作用还是人类活动引导着这一过程的发生，但我们了解到这一过程似乎有着更为显著的特征，以至于我们认为这一次回暖或许是近千年来最强的，包括：
1.根据仪器观测，全球平均气温20世纪上升了0.6℃，21 世纪初的5 a 又
上升了0.1℃。
2.对1700种生物的研究发现，在20世纪后半叶，每10 a 向极区扩展6 km，
向高山抬升6 m，为1950-1995 年地面等温线扩展速度的2 倍。如果只分
析最近30 a（1975-2005年），等温线扩展的速度达到40 km/10 a。
3. 2003年8月11日，瑞士格罗诺镇录得41.5℃，破139年来的记录。
同年，8月10日，英国伦敦的温度达到38.1℃，破了1990年的记录。
同期，巴黎南部晚上测得最低温度为25.5℃，破了1873年以来的记录。
8月7日夜间，德国也打破了百年最高气温记录。
在2003年夏天，台北、上海、杭州、武汉、福州都破了当地高温记录，而中国浙江省更快速地屡破高温记录，67个气象站中40个都刷新记录。
2004年7月，广州的罕见高温打破了53年来的记录。
2005年7月，美国有两百个城市都创下历史性高温记录
我们还可以从地表各个地理环境的温度变化窥视这一过程的客观存在：
如图一（该图为原图的一部分，从1850年到2000年的数据，每一大格代表50年）我们可以看到：
图一
150年来，陆表温度，海表温度，海洋气温，对流层温度等都有明显升高，表明这次气候变暖不仅是上面所说为千年最强而且也是全球性的普遍升温。
2.2气候变暖的原因
气候变暖的原因主要来自两个方面：自然因素和人类活动。
其中自然因素是长期调控地球气温的主要因素。我们知道地球之所以能够长时期保持在现在这样一个适宜的温度条件下，最主要的就是太阳辐射的持续不断的能量供给，但是由于地球的公转轨道并不是完全的圆形而是一个椭圆的轨道，因此一个公转周期内，地球距离太阳的距离有所变化，因此四季也随着公转不断轮换，可见太阳辐射对于地球的影响之大，同时由于太阳活动也不是十分稳定的，因此在长时期的尺度下，地球往往会不断冷暖期的交替。同时地球本身的活动也会影响气温，我们知道，地球早期剧烈的火山活动也对地表温度的提升有极大的贡献，同时火山喷发带来的二氧化碳的气体在大气层中也有对地球地表温度的贡献。以上太阳活动和火山喷发是影响气温的主要因素，另外植被等等也是调控气温的重要因素。但在这百年尺度的气候变暖过程中，似乎也不能完全将气温升高归结于自然演化，因为人类活动的影响在这一时期的贡献已经越来越大。
在IPCC的报告中将对气温的变化产生影响的因素定义为辐射强迫，辐射强
迫即为当地面和对流层温度保持不变时,平流层温度重新调整到辐射平衡后对流层顶净辐射通量的变化。一般来说，地球从太阳吸收的辐射主要集中在地球表面，然后这种能量又通过大气和海洋环流重新分布，并且以长波方式辐射回太空。如果把地球作为一个整体的角度来考察的话，进入的太阳辐射能量和出去的太阳辐射大致平衡。任何改变、接受、失去太阳辐射到太空的因子，或改变大气、陆地与海洋中能量重新分配的因子，都会影响气候。这里全球范围内的地球——大气系统可获得的净辐射能量即为辐射强迫。
20 世纪的升温中, 人类活动使温室气体增加，温室气体的强迫贡献已超过了气候的自然变化。
工业革命以来，大气中主要温室气体的变化非常显著，下面是一些温室气体在这段时期的变化：
1. CO2 的增加主要是人类使用化石燃料所致, 而CH4 和NO 的增加主要是由于人类的农
业生产活动.
2. CO2 浓度从工业化前的约0.280 ml L 增加到2005 年的0.379 mL/L。
3. CH4 浓度值从工业化前的约7.15 ×104 mL/L 增加到2005 年的1.774 × 10-3mL/L 。
4.N2O 浓度从工业化前的约2.70 ×10-4mL/L , 增加到2005 年的3.19 ×10-4mL/L。
与自然因素的辐射强迫贡献做对比，可以得到下面的图（图二）
图二
从图中我们可以看到，总人为辐射强度的相对于1750年已经有了很大的增加，而自然辐射强度的改变量则显得小得多了。这里我们可以相信，造成近百年
