第一节　观察到的事实(3)

一、地表气温

图1－1是人们观测到的1850—2012年的全球平均地表温度。经过计算，研究人员发现，从1986年到2005年，平均地表温度为14.478℃。图1－1的数字标识，是以14.478℃为基准，显示各个年份的平均温度与这一数值相差多少(4)。图1－1纵轴所显示的0.6、－0.2就是代表某年全球地表气温偏离14.478℃的幅度。比如，0.6代表该年平均气温为15.078℃，－0.2则表示14.278℃。

从图1－1能看出什么？从直观上看，该图显示出两个不同特性的阶段。在第一次世界大战之前，全球气温并没有呈现出显而易见的趋势性。全球年均气温大致以13.8℃为均值而上下波动。然而，自此以后，全球气温表现出明显的上升趋势；地表气温均值从之前的13.8℃提高到了14.6℃；在百年时间跨度中，累计上升约0.8℃。图1－1的上半图为年度平均气温；下半图是以一个线段来展示每十年（比如2000—2009年）的平均气温，这是从更宏观的视角来观察全球气温的变化。从下半图，可以更清楚地看到气温上升的趋势。从一战到20世纪60年代，气温上升了约0.3℃；而在最近的半个世纪，上升幅度约为0.5℃。

图1－1清晰地表明，在百年的时间跨度上，我们的地球正在变暖。而且粗略地看，全球变暖呈现出微弱地加速的迹象。也许有人觉得，仅仅上升了0.8℃，幅度很小，不算什么。对此，可以从三个方面来说明。

第一个方面是个人感受。在最近的十年当中，本人所处的湖南省湘潭市的夏天变得越来越热。白天，尤其是中午到下午的时间段，由于气温太高，人们往往不愿意出门。而在30多年前的20世纪80年代，虽然没有空调，那时的夏天并未给人难以忍受的感觉。从图1－1看，当时的全球平均气温相比21世纪第一个十年的，仅仅相差0.3℃。这么小的平均气温差异，在个人感受里却相差较大。

第二个方面是气温变化分布的差异性。就日常生活经验而言，在某个平均气温下，不同地方的升高幅度也往往不同。城市中心区的热度更高一些，而山区则凉快一点。即便在城区，高楼林立的中心区也会让人感觉更热，而公园则稍许凉爽。因此，即便平均气温升幅仅仅为0.8℃，全球变暖也并不是均匀分布的。根据研究报告，热带和高纬度陆地比其他区域变暖的幅度更大；海洋变暖的幅度总体上小于陆地的；在北半球，1983—2012年可能是过去1400年来气温最高的30年。对于我们所关注的中国，百年之间平均气温的上升幅度略高于1℃。也就是说，虽然全球平均的地表气温只是上升了0.8℃，然而，人们所经历的实际气温变化却往往高于它，尤其是在人口稠密地区。

第三个方面是一个数字。我们知道，地球在40多亿年的演变过程中，存在着多个冰川期和间冰期。冰川期是指地球表面覆盖有大规模冰川的地质时期。两个冰川期之间相对温暖的时期，则为间冰期。从以上的描述中可以得知，冰川期应该比现在要寒冷。但是，到底寒冷多少摄氏度呢？研究表明，上一个冰川期的全球平均气温，只比现在低了4℃到5℃。地球经历了数千万年，气温才上升了4℃到5℃，而在工业文明发展的这最近一百年，全球气温就上升了接近1℃。这说明了什么？相对于漫长的地质年代，如此短的时期内的温度变化如此之小，是否就可以忽略不计呢？

二、降水

除了气温这一最直接的证据，气候变化的发生还有其他方面的证据。其中，受温度影响最明显的就是水——不管是液态的降水，还是固态的冰。研究报告展示了全球2010年相对于1901年的平均年降水量变化。研究发现，全球的降水分布变得没有那么平均了，或者说，规律性变得更混杂乱。有些区域的降水比以前更多，而有些区域却更少。比如，北半球中纬度的降水就有所增加。在极端情况下，地球上可能同时出现洪灾和旱灾两种极端天气。全球的水循环变得更加不规则了。

三、冰雪

图1－2展示的是北半球在春季（3—4月）的平均冰雪覆盖面积。从图1－2可以看到，存在两个稍有不同的阶段，大致以1990年为界。1990年之前，北半球的平均冰雪覆盖范围约为3700万平方公里，而1990年之后的平均面积仅为约3500万，减少了200万平方公里，大约相当于中国六个省区的面积。这个小数目可以忽略吗？

图1－3展示了北冰洋的夏季（7—9月）平均海冰范围。图1－3显示出一个明显的下降趋势。1900—1950年，夏季的平均海冰面积略高于1000万平方公里；从1960年开始，这一面积逐渐缩小，到近年已经减少到不足600万平方公里的水平。新闻资料里时不时出现的受困的北极熊，最能体现出气候变化对海冰面积大小的影响。夏季对于北极熊而言是个艰难的时期；由于许多海冰变成了海水，北极熊为了寻找食物，需要游泳的距离越来越长。当北冰洋的夏季海冰面积越来越小时，北极熊的生存数量注定将会下降。也许有人会问，我们为什么需要关心北极熊呢？我们关注北极熊，不完全是因为它的可爱，更重要的是，它们易于观察；它们的生存条件的恶化，是所有受到气候变化影响的物种的代表。

图1－4展示的是全球海洋上层（从海平面到水下700米）的平均热容量。其纵轴的度量单位是与1970年海洋热容量测算值之间的差。可以看到，海洋上层的热容量呈一个增加的趋势。这意味着，地球的海洋上层变热了。实际上，与地表气温的上升相比，海洋的变暖才是气候系统中热能增加的主要去处。从1971年到2010年所增加的热能中，百分之九十多的热能都储存在海洋。海洋的变暖会带来不少问题。其中令人关注的一点是，二氧化碳作为主要的温室气体，是能够溶于水的。水的温度越低，二氧化碳越容易溶解进去；海水温度升高，意味着二氧化碳将越来越难以溶解于海洋，从而更多地留存于大气中，温室效应将更强，未来全球变暖的形势也将变得更为严峻。

图1－5展示了全球平均海平面高度，从中可以看到一个显而易见的上升趋势。从1901年到2010年，全球平均海平面上升了大约20厘米。在百余年时间跨度上的这一上升速率，超过了过去200万年的平均速率。

图1－6展示的是留存于大气中的二氧化碳（CO₂）的浓度。所用的度量单位ppm是一个密度的概念，即每100万个空气分子中有多少个二氧化碳的分子。可注意到，这不是关于二氧化碳的排放量，而是一个存量，即大气中存留了多少二氧化碳。实际上，以二氧化碳为代表的温室气体含量在过去的80万年里升高到了前所未有的水平。与工业时代之前相比，二氧化碳浓度提高了40%。这首先是因为化石燃料的燃烧所引起的，其次的原因是土地利用的变化（比如植被的改变）。

作为一种气体，二氧化碳主要留存于大气中；其次，它还可以溶解于水。研究发现，在由人类活动所产生的二氧化碳中，有大约30%被海洋吸收了。这导致了海洋的酸化。图1－7显示了海洋表层的二氧化碳含量和海水的pH值。其中，pH值是对水的酸性的一个度量。从图1－7可以看到，与海洋所含二氧化碳数量不断增加（由蓝色线条显示）相对应的是，海水的pH值（绿色线条显示）呈现下降的趋势。pH值越低，意味着海水越酸。这意味着，海洋正处于一个酸化进程之中。海洋的酸化会对海洋生物产生哪些影响，尚不得而知；但是，粗略地看，它将改变海洋生物所处的熟悉环境，所以对很多生物而言不会是一个好消息。