全球暖化问题的科学认识

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1、二十一世紀評論15全球暖化問題的科學認識早在十九世紀，人類就已經察覺到人為活動可能對地球氣候產生影響了。著名法國數學家傅里葉（Jean-BaptisteFourier）在1827年認識到大氣有如玻璃瓶，會把陽光的熱能困在其中，這後來發展成「溫室效應」觀念，而那正是全球暖化的主要成因。1896年瑞典化學家亞雷尼烏斯（SvanteArrhenius）首次留意到大氣中的二氧化碳濃度上升會導致氣溫上升。到二十世紀，人類開始發展監測大氣二氧化碳含量及其他全球環境指標（例如氣溫、降水、冰蓋等）的系統性研究。1970年夏天，麻省理工學院贊助了一個為期一月的工作坊，邀集四十多位知名科學家和專業人士就不同污染

2、物的排放率、排放渠道及其對全球影響提供意見1。筆者當時猶在香港中文大學攻讀物理本科，無意中在胡忠圖書館得見此報告，深為其視野之弘遠以及與人類前途關聯之密切所觸動，自是對大氣科學發生興趣，迄今已三十餘載，回溯前塵，實感慨系之。一　IPCC計劃今天，透過國際合作，我們對地球氣候系統以及人為活動潛在影響的理解，獲得了巨大進步。聯合國「政府間氣候變化專業委員會」（IntergovernmentalPanelonClimateChange，簡稱IPCC）公布的一系列評估報告，代表了科學界在這方面知識最完整、最權威的總結。以下我們先就此計劃作個簡略的綜述。IPCC委員會在1988年由聯合國環境計劃（En

3、vironmentProgramme）與世界氣象組織（WorldMeteorologicalOrganization）聯合成立，責任是就全球氣候變化的技術和社會層面，向世界提供客觀而具透明度的建議。委員會屬下分為三個工作小組，分別負責評估科學資訊，評估社會經濟影響和制訂應對措施或者緩和策略。它本身並不做研究，但成員在氣候研究方面都各有專長，所以可視為全球性的專家會議。它分別在1990、1995、2001和2007年發表了評估報告。為準備這些文件，各小組都建立了縝密的程序：報告的每一章先由熟悉有關課題的專二十一世紀雙月刊　2007年8月號　總第一○二期IPCC委員會在1988年由聯合國環境計劃

4、與世界氣象組織聯合成立，責任是就全球氣候變化的技術和社會層面，向世界提供客觀而具透明度的建議。委員會屬下分為三個工作小組，負責評估科學資訊、社會經濟影響和制訂應對措施或者緩和策略。16二十一世紀評論家團隊撰寫初稿，然後要經過兩輪評議，第一輪由其他專家審議，第二輪由專家會同各國政府代表審議，最後定本還要由作者以及各國政府代表在全體大會上議決通過；至於濃縮的「致決策者摘要」（SummaryforPolicymakers）也同樣要由大會字斟句酌，然後才批准發表。IPCC那麼慎重地草擬和發表的多份評估報告，自然都成為了國際合作應付氣候變化這全球性問題的里程碑。1992年在里約熱內盧制訂的《聯合國氣候

5、變化框架公約》（UnitedNationsFrameworkConventiononClimateChange，簡稱UNFCCC）就是以委員會第一次評估報告為商討基礎。1997年的《京都協定書》（KyotoProtocol）要求締約國承諾致力減低二氧化碳和其他溫室氣體排放，其動力來自第二次評估報告。至於UNFCCC締約國周年大會則以第三次評估報告的最新資料作為其討論基礎。如今萬方期待的第四次評估報告也由第一、第二、第三工作小組分別在2007年2月（巴黎）、4月（布魯塞爾）和5月（曼谷）隆重發表了，這是整個氣象學界多方交流與合作的成果。例如，第一工作小組（科學基礎）報告即由40個不同政府所提名

6、的150位主要作者以及450位輔助作者合作草擬，其工作量之繁重，可見一斑。筆者及本研究實驗室的多位同事有幸參與其事，深感榮幸。此草稿由600多位評審員審核，他們一共提出了30,000項意見；然後各位作者又就評審員的每項意見作出回應，並且要得到評審員的認可。最後，由113個國家派出的300位代表，經過了四日四夜馬拉松式的逐字討論及修訂後，才得以完成「致決策者摘要」這份總結性文件。第一工作小組的第四次評估報告分十一章，全長將近千頁之譜，內容涵蓋了所有關於氣候變化的科學課題。這篇短文目的就在於為本刊一般讀者概括介紹該報告的主要內容，包括影響氣候的大氣成分、氣候系統各部分錄得的變化、這些變化與人類活

7、動關係的概況、數值模型對未來氣候變化的預測，等等。本文所引用的數據都來自該評估報告，有意作更深入了解或者研究的讀者請參閱報告原文2。二　氣候變化的人為驅動因素溫室效應的基本原理並不複雜，筆者在十多年前已於本刊撰文解釋過3。簡單地說，地球吸收了太陽幅射能量之後，倘若要保持平衡，就必須釋放出相等能量到太空中去。地球表面溫度比太陽低，所以散失能量的機制以紅外線的輻射為主。然而，地球大氣層中某些氣體對於可見光和紅外輻