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全球气候变化的原因
什么原因引起了气候变化?在说明这个问题之前,必须先介绍什么是气候系统,以及气候系统的各部分之间是怎样相互作用并影响气候变化的.
气候系统的构成及其对气候变化的作用：全球气候系统指的是一个由大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈（陆面）和生物圈组成的高度复 杂的系统,这些部分之间发生着明显的相互作用.在这个系统自身动力学和外部强迫作用下（如火山爆发、太阳变化、人类活动引起的大气成分的变化和土地利用的变化）,气候系统不断地随时间演变（渐变与突变）,而且具有不同时空尺度的气候变化与变率（月、季节、年际、年代际、百年尺度等气候变率与振荡）. 气候系统是地球系统的主要部分之一.地球系统还包括人类与生命系统,社会—经济方面等.它是一个完整的、相互关联的具有复杂的代谢和自身调节机制的系统.它的生物过程与物理和化学过程强烈的相互作用,以此构成复杂的地球生命支持系统.
气候系统变化的原因
引起气候系统变化的原因有多种,概括起来可分成自然的气候波动与人类活动的影响两大类.前者包括太阳辐射的变化,火山爆发等；后者包括人类燃烧化石燃料以及毁林引起的大气中温室气体浓度的增加,硫化物气溶胶浓度的变化,陆面覆盖和土地利用的变化等.自然因素与气候变率：气候系统所有的能量基本上来自太阳,所以太阳能量输出的变化被认为是导致气候变化的一种辐射强迫,也就是说太阳辐射的变化是引起气候系统变化的外因.引起太阳辐射变化的另一原因是地球轨道的变化.地球绕太阳轨道有三种规律性的变化,一是椭圆形地球轨道的偏心率（长轴与短轴之比）以10万年的周期变化；二是地球自转轴相对于地球轨道的倾角在 21.6°～24.5°间变化,其周期为41000年；三是地球最接近太阳的近日点时间的年变化,即近日点时间在一年的不同月份转变,其周期约为23000年.
另一个影响气候变化的自然因素是火山爆发.火山爆发之后,向高空喷放出大量硫化物气溶胶和尘埃,可以到达平流层高度.它们可以显著的反射太阳辐射,从而使其下层的大气冷却.人类活动加剧了气候系统变化的进程. 人类活动引起的全球气候变化,主要包括人类燃烧化石燃料,硫化物气溶胶浓度的变化,陆面覆盖和土地利用的变化（如毁林引起的大气中温室气体浓度的增加）等. 人类活动排放的温室气体主要有6种,即二氧化碳（CO2）,甲烷（CH4）,氧化亚氮（N2O）,氢氟碳化物（HFCS）,全氟化碳（PFCS）和六氟化硫（SF6）其中对气候变化影响最大的是二氧化碳.它产生的增温效应占所有温室气体总增温效应的63%.且在大气中的存留期很长,最长可达到200年,并充分混合,因而最受关注. 温室气体的增加主要是通过温室效应来影响全球气候或使气候变暖的.地球表面的平均温度完全决定于辐射平衡,温室气体则可以吸收地表辐射的一部分热辐射,从而引起地球大气的增温,也就是说,这些温室气体的作用犹如覆盖在地表上的一层棉被,棉被的外表比里表要冷,使地表辐射不至于无阻挡地射向太空；从而使地表比没有这些温室气体时更为温暖.
自1750年以来,由于人类活动的影响,全球大气二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体浓度显著增加,2005年全球大气CO2浓度为379ppm,目前已经远远超出了根据冰芯记录得到的工业化前六十五万年以来的自然变化浓度范围,是65万年以来最高的.根据多种研究结果证实了过去50年观测到的大部分全球平均温度的升高非常可能是由于人为温室气体浓度的增加引起的
人类活动如何引起气候变化?
气候变化是指气候平均状态随时间的变化，即气候平均状态和
离差
（
距平
）两者中的一个或两个一起出现了统计意义上的显著变化。离差值越大，表明气候变化的幅度越大，气候状态越不稳定。泛指各种
时间尺度
气候状态的变化。范围从最长的几十亿年到最短的
年际变化
。可分为
地质时期气候
变化、
历史时期气候
变化和
现代气候变化
。地质时期气候变化的尺度约104～108年，主要根据动、
植物化石
及各种遗迹间接研究。据考证其间经历过几次冰期与
间冰期
交替变化的过程;历史时期气候变化的尺度约102～103年，这时期已有人类出现，主要依据历史文献记录、动植物群的变化、
树木年轮
分析等手段研究。其间经历过
温暖期
与
寒冷期
、干期与
湿期
的交替变化过程，全球不同地区既有同步变化，又有反向变化;现代气候变化的尺度100～101年，
利用系统的气象记录研究。一般认为从19世纪末到
20世纪上半叶
，北半球广大地区气候回暖，尤其是北极和
高纬度
地区，气温上升显著，而
南半球
变化不大，到1940年前后变暖现象达到高峰，以后即开始变冷。
是什么导致气候变化？气候又是如何变化的？
人类活动主要通过以下三方面引起气候变化：一是化石燃料利用排放的CO2等温室气体增加大气中温室气体的浓度,温室效应随之增强而影响到气候,这是人类活动造成气候变暖的主要驱动力；二是农业和工业活动排放的CH4,CO2,N2O,PFC,HFC,SF6等温室气体进入大气后,也通过温室效应增强气候变暖；三是土地利用变化导致的温室气体源/汇变化和地表反照率变化进一步影响气候变化,这包括森林砍伐、城市化、植被改变和破坏等.另外,环境污染中排放的气溶胶,尤其是硫化物与黑碳气溶胶等也可引起气候变化.它们的主要作用是使地面变冷.实际上人类排放的气溶胶最主要的来源也是化石燃料的燃烧.应该指出,在地球的气候长期演变过程中,温室气体（导致变暖）和气溶胶（导致变冷）始终是两个主要的影响因子,只不过在气候变化的早期或地质年代,这两种因子都是自然而非人为起源的.
气候 是长时间内气象要素和天气现象的平均或统计状态，时间尺度为月、季、年、数年到数百年以上。气候以冷、暖、干、湿这些特征来衡量，通常由某一时期的平均值和离差值表征。气候是地球上某一地区多年时段大气的一般状态，是该时段各种天气过程的综合表现。气象要素(温度、降水、风等)的各种统计量(均值、极值、概率等)是表述气候的基本依据。 气候的形成主要是由于热量的变化而引起的，因而对于气候的形成因素，主要存在以下三个方面： 一、辐射因素 太阳辐射是地面和大气热能的源泉，地面热量收支差额是影响气候形成的重要原因。对于整个地球而言，地面热量的收支差额为零，但对于不同地区，地面所接受的热量存在差异，因而会对气候的形成产生影响。同时，地面接受热量后，与大气不断进行热量交换，热量平衡过程中的各分量对于气候形成也有重要影响。 二、地理因素 地理因素对气候形成的影响表现在地理维度、海陆分布、地形和洋流上，而地理因素对气候形成的影响归根到底还是可以归结到辐射因素上。地理维度不同，所接受到的热量不同，引起不同的气候；由于海洋和大陆具有不同的热力学特性，如容积热容量、导热率等海洋与陆地显著不同，因而海洋和大陆在气候上差异很大，比较而言，大陆上的日较差和年较差比海洋大。温度的年较差是区分大陆性气候和海洋性气候的重要指标，并且，夏季大陆是热源，冬季海洋是热源，热源有利于低压系统的形成和加强，而冷源有利于高压系统的形成和加强，海陆的分布使行星风带分为若干个高低压活动中心，这些高低压活动中心对于气候形成有重要影响，此外，海陆分布的不同也影响天气的变化；地势对气候形成的影响在于，海拔高，太阳直接辐射增强，散射辐射降低，温度降低，湿度减小，而不同的地形也对气候影响不同，高原对气候的影响十分明显；而洋流对气候的影响也是因热量而成，海洋是地球表面热量的重要贮藏。 三、环流因素 包括大气环流和天气系统。 地球的平均气温在过去1万年间似乎一直非常稳定，上下波动不到1℃，使人类文明能够在目前舒适的15℃下兴旺成长。但人类文明成功的本身却对迄今为止倍加关照我们的气候构成了破坏性威胁。 对流层中自然形成的温室气体“保护毯”（在整个大气层中的体积不到1%）承担着调节地球气候的重要作用。当太阳能以可见光的形式到达地球时，就会使地表变暖。比太阳要冷得多的地球则以红外辐射或热辐射的形式将该能量反射回太空。温室气体能够阻止红外辐射直接进入太空。由此造成的“自然温室效应”使地球温度比在没有这种效应的情况下高出30℃，而这对我们所知的生命存活条件至关重要。 我们现在面临的问题是，自250年前工业革命开始以来，我们的温室气体排放量一直是以以前所未有的速度使这层保护毯越变越厚。这已经给至少65万年以来的大气组成带来了最剧烈的改变。除非我们做出重大努力减少温室气体的排放，否则全球气候将在今后的数十年、甚至更长时间内持续迅速变暖。
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