 图8: 大气组成变化的记录。（a）在过去1,000年在大气CO2，CH4和N2O浓度。这些记录来自于过去几十年的大气直接采样数据（图中直线表示CO2，而曲线表示全球平均CH4）和取自南极和格陵兰岛的多个样点的冰芯和积雪资料（用不同的符号表示）。右侧坐标刻度表示这些气体的辐射强迫估计值。（b）由于火山爆发影响而存留于格陵兰岛若干冰芯在硫酸盐浓度（直线）和美国与欧洲的SO2排放总量（十字符号）。[根据(a) 图3.2b (CO2)，图4.1a 和 b (CH4) 以及图4.2 (N2O) 和 (b)图5.4a] |
正如过去气候变化的记录一样，强迫因子的观测数据在记录长度和质量上也是参差不齐。太阳辐射的直接观测只有大约20年的历史。持续性的大气二氧化碳浓度的直接监测大约从20世纪中叶开始。其它长寿命的气体，例如甲烷，监测开始得就更晚。从冰芯所得远古大气数据可以揭示出一些温室气体浓度上百万年的变化。相反地，那些大气中短寿命的强迫因子（例如气溶胶）的时间序列观测是最近才开始的，且远不完整，因为它们比较难于观测，且空间分布变化较大。目前的数据已显示出人类活动在过去的一百万年后期既对长寿命的温室气体浓度有影响，也对短寿命的强迫因子有影响。图8显示出工业革命期间人为排放所导致的温室气体和二氧化硫（气溶胶的前体物）大幅度增加的结果。
由于这些强迫因子变化而造成的全球大气系统能量的变化可用一个术语来表示，那就是气候系统的辐射强迫（Wm-2）（参见框1）。按这种方式定义，气候变化的辐射强迫就是一个指数，它代表的是由于自然和人为原因对地面-对流层系统所造成的基于全球平均水平的相对影响。本节阐述了自工业革命前至今的气候变化辐射强迫的最新进展。图9给出了自工业革命开始（1750年）至1999年辐射强迫的估计值，其中包括自然定量的和人为引起的辐射强迫两部分。尽管由于火山爆发的不连续性而在图中没有考虑其影响。但火山爆发的确是另一个重要的自然强迫因子。在本节下面的各小节中将对强迫因子进行逐一综述。
图9中所示的强迫因子在其形式、数量和空间分布上变化都很大。有一些温室气体是直接被排放到大气中，另一些则是排放到大气中的化学物质通过化学过程而产生。有一些温室气体在大气中具有较长的寿命，所以它们在大气中均匀混合，而另一些寿命较短，其浓度空间变化很大。大多数气体既有自然源，又有人为源。最后，如图9所示，各个因子的辐射强迫既可以是正效应（使得地球表面增温），也可以是负效应（使得地球表面降温）。
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图9: 从工业革命前（1750年）至今（20世纪90年代后期；大约2000年）这一时期内多个因子的全球年平均辐射强迫（Wm-2）（数值也列于第6章的表6.11）。详细说明参见第6.13节。矩形框的高度表示中间值或最佳估计值，无矩形框的表示没有最佳估计值。矩形框上垂直线带有“X”分隔符的代表不确定性范围的估计，大部分业已发表的强迫值都在此范围内。没有矩形框的垂直线带有“O”分隔符的代表由于不确定性范围很大而不能给出估计中间值。此处的不确定性范围没有统计基础，因此与本报告其它地方相同的术语有所区别。科学理解水平这一指数是根据人们对各种辐射强迫的了解而定的，有高，中，低和很低情形。它代表了人们对强迫估计的可靠性的主观判断，例如，对计算强迫有关的某些必要因子的假设，对决定强迫的物理/化学机制的了解，以及对强迫进行定量估计的不确定性的认识（参见表6.12）。均匀混合的温室气体（如CO2，CH4，N2O和CFC））见表6.1 和 6.11）的各自平均贡献归并一个单矩形条框表示。化石燃料燃烧则根据人们对它们各自的最佳的了解程度和范围被区分为黑碳和有机碳两种。矿物灰尘带来辐射强迫影响的符号至今仍不能确定。人们对对流层气溶胶，飞机尾迹，以及卷云的间接强迫影响的了解仍十分有限。本文中只考虑了把对流层气溶胶当作液态云滴所带来的第一种间接影响。飞机尾迹，以及卷云的第二种间接辐射强迫影响概念上很重要，但在定量估计尚仍存在较大困难。与火山爆发有关的平流层气溶胶在其影响时间内所产生的强迫变化很大，本处不予考虑（但参见图6.8）。所有的强迫都有明显的空间分布和季节变化的特征（图6.7），所以全球年平均等概念在此处不能给出辐射扰动的完整图像。它们只是相对地给出全球年平均范围内第一层次的描述，而不能当作是对总的自然和/或人为强迫的气候响应。如第二次评估报告中强调，全球平均的辐射强迫的正负效应不能简单地相加，也不能完全基于全球气候影响这样的出发点就把辐射强迫的正负效应作为一个优先事项。[根据图6.6] |
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