气候变化与强迫

扰动地球能量平衡的自然和人为驱动因素、它们产生的变暖效应，以及如何将观测到的变化归因于其原因。

Definition

气候强迫是对行星能量平衡的外部扰动，以辐射强迫衡量；气候变化是气候系统统计数据的长期变化，自工业时代以来主要受人类活动影响。

Scope

本领域涵盖驱动气候变化的强迫以及由此产生的观测和预测变化。它涉及温室气体、气溶胶、太阳变化和火山爆发产生的辐射强迫；控制排放如何转化为大气浓度的碳循环；将观测到的变化正式检测并归因于人为和自然原因；以及跨越阈值进入突变或不可逆变化的可能。

Sub-topics

• 碳循环与温室气体
• 气候变化的检测与归因
• 辐射强迫与气候驱动因素
• 临界点与突变

Core questions

• 哪些强迫驱动气候变化，每种强迫的强度有多大？
• 碳循环如何将排放转化为大气浓度？
• 观测到的变化如何归因于人为和自然原因？
• 哪些阈值可能触发突变或不可逆变化？

Key theories

辐射强迫框架

气候变化的各种驱动因素可以在辐射强迫的共同尺度上进行比较，辐射强迫是能量平衡的强加变化，它在第一阶近似下预测了由此产生的全球温度响应。

检测与归因

通过将观测到的变化模式与每种强迫预期的独特特征进行比较，可以将人类对变暖的贡献与自然原因定量分离。

Mechanisms

人类排放的温室气体和气溶胶，以及自然的太阳和火山变化，施加辐射强迫，使能量平衡偏离均衡；碳循环决定了排放的碳有多少保留在大气中，而反馈则放大了响应。由此产生的变暖、海平面上升和环流变化具有独特的空间和时间特征，检测和归因方法利用这些特征来识别其原因。

Clinical relevance

量化强迫并归因观测到的变化是认定人类活动对当前变暖负责以及在不同排放情景下预测未来变化的科学基础，直接为气候政策提供信息。

Evidence & guidelines

IPCC第六次评估报告得出结论，人类影响已使大气、海洋和陆地变暖是毋庸置疑的，并量化了每个驱动因素的辐射强迫以及人类对观测到的变暖的可归因贡献。

History

从阿伦尼乌斯（Arrhenius）19世纪对二氧化碳变暖的估计，到卡伦德（Callendar）和基林（Keeling）20世纪的测量以及气候模型的兴起，气候强迫科学发展成为支撑IPCC历次评估的正式检测和归因框架。

Debates

气溶胶强迫的量级

气溶胶的冷却强迫是辐射收支中最不确定的项，这导致了总人为强迫和推断气候敏感性的不确定性。

Key figures

• Syukuro Manabe
• James Hansen
• Veerabhadran Ramanathan
• Susan Solomon

Seminal works

• ipccar6wg1
• weart2008

Frequently asked questions

什么是辐射强迫？

它是地球能量平衡的变化，以每平方米瓦特为单位，由诸如额外温室气体等驱动因素引起，用于比较不同气候影响的强度。

科学家如何知道近期变暖是人为造成的？

检测和归因研究将观测到的变化模式与每种强迫的独特特征相匹配，只有包含人类排放才能再现观测到的变暖。