气候变化 2001:
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框5-1 时间尺度和惯性

　　在《第三次评估报告》（TAR）中涉及的所有学科里，“时间尺度”和“惯性”两个术语没有普遍接受的定义。为回答本问题，使用了以下的定义：

  • “时间尺度”是指过程中的某一扰动所需要的时间，它至少能展示出50%的最终结果，图5-1表示了一些重要的地球系统过程的时间尺度。
  • “惯性”是指气候系统、生态系统或人类系统对改变其变化速率作用因子响应的滞后、迟钝或抗拒，包括引起变化的原因去除后系统的变化仍在持续。

　　此处只是所引用文献中用来描述复杂的、非线性的、适应性的系统对外部强迫响应若干概念中的两个概念。


 
 
图5-1：地球系统中一些关键过程的特征时间尺度：大气成分（蓝色）、气候系统（红色）、生态系统（绿色）和社会-经济系统（紫色）。这里定义的“时间尺度”指的是对要表述过程的某一驱动力所引起的至少一半某种变化结果所需的时间。当响应过程（例如一些植物的寿命）比驱动过程（温度的变化）慢很多时，就会出现适应的问题。因为某一代人活动的大部分后果要由后代人来承担，对时间尺度大于一代人时间的所有过程，就会出现代际间的公平问题。
 WGI TAR 第3, 4, 7, 和11章, WGII TAR 第5章, 及WGIII TAR 第5, 6, 和10章
5.1 本回答讨论与相互作用的气候、生态和社会-经济系统中重要过程有关的惯性和不同时间尺度，并给出一些例子。然后讨论可能是不可逆的变化—即指引起变化的驱动强迫减少或消失后，在若干代人的时间尺度上气候、生态和社会-经济系统的某些部分无法回复到原先状态的情形。最后探讨惯性作用怎样影响与减缓和适应气候变化有关的决定。

  
5.2 惯性是广泛地存在于相互作用的气候、生态和社会经济系统中的固有特性。因此，气候变化在到达相应的阈值之前，其位置尚未被很好了解，假如气候变化的变率和幅度没有受到控制的话，某些人为引起的气候变化影响可能会慢慢变得明显起来，而另外一些影响可能会变得不可逆。

  
5.3

各种不同分量过程相互作用的惯性的综合效应，是指在人为温室气体排放减少后，气候以及受影响的气候系统只有在很长时间里才可能达到稳定。自1750年来人类活动导致CO2释放引起的大气和海洋扰动将持续几百年，这是因为与巨大的海洋库和陆地库间缓慢交换所引起的碳再分配过程较慢的缘故（见图5-2和5-4）。因为自然过程只能在地质时间尺度上使浓度恢复到工业化前的水平，因此预计未来大气CO2浓度将在数百年里维持在几乎是所达到的最高水平上。相反，短生命期的温室气体，如甲烷（CH4）的稳定排放将在几十年内使其大气浓度达到稳定。惯性的意义也表明，避免长生命期温室气体的排放有着长期的效益。

 WGI TAR 第3.2, 3.7, 和4.2节,和WGI TAR 图 9.16
5.4 海洋和冰雪圈（冰盖、冰原、冰川和永冻层）是形成气候系统在千年时间尺度上的物理惯性的主要原因。由于海洋和冰雪圈的巨大质量、厚度和热容量以及缓慢的热量输送过程，海洋-气候耦合模式预测，在辐射强迫变化之后，近地表大气的平均温度要用几百年的时间才能最终接近“平衡”温度。热量从大气进入海洋表层即“混合层”一般要几十年，但热量进入深海的传输则需要几百年。其相应的后果是，即使在大气浓度稳定之后，人类引起的海平面升高也将无情地持续几百年。 WGI TAR 第7.3, 7.5, 和11.5.4节, 及WGI TAR 图 9.1, 9.24, 和11.16

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