气候变化2001:
科学基础
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C.5 太阳活动和火山活动变化的观测和模拟

  自1750年至今,由于太阳辐射变化而引起的对气候系统的辐射强迫大约是0.3±0.2Wm-2(见图8),并且最主要的变化估计发生在20世纪上半叶。地球气候系统能量的最基本来源是太阳辐射。所以,太阳辐射输出的变化是重要的辐射强迫因子。地球全光谱积分的总太阳辐照度(TSI)的绝对值误差大约是4Wm-2,但是自20世纪70年代末期的卫星观测结果表明在过去两个太阳11年周期循环中总太阳辐射相对变化大约为0.1%,相当于辐射强迫变化0.2Wm-2。在卫星观测之前,没有对太阳辐射可信的直接测量。人们从其它量的观测(例如太阳黑子)来重新建立总太阳辐照度历史序列的方法尚未证实有效,较长时间范围内的变化也很大。太阳辐射的变化不仅仅表现在总量度变化,还表现在各光谱区间分布的改变,尤其是紫外区域,它们与平流层臭氧的形成密切相关。气候模式研究表明考虑太阳辐照度变率和太阳光谱变化对臭氧的效应对评估太阳变化对气候的影响模式模拟有所改进。人们还提出了放大太阳变化对气候影响的其它机制,但是缺少严密的理论基础和观测事实的支持。

  火山爆发引起的平流层气溶胶的增加在过去几年里带来了负强迫。比较大规模的火山爆发发生在1880到1920年以及1960至1991年。自1991年以后,没有火山爆发。火山爆发引起的平流层气溶胶的增加,与较小的太阳辐射变化一起,在过去20年里,也许40年里,带来了负的净自然辐射强迫。

C.6 全球增温潜势

  表3所示的是各种气体的辐射强迫和全球增温潜势(GWP)。全球增温潜势是某一给定物质在一定时间积分范围内与二氧化碳相比而得到的相对辐射影响值。表3中包括了新气体类型的有机氟化物分子,它们当中有许多是醚,它作为未来的碳氢化合物替代品。一些气体的全球增温潜势比其它的不确定性更大,尤其是那些没有详细寿命测量值的气体。直接的全球增温潜势是通过使用改进的二氧化碳辐射强迫的计算,SAR中CO2值脉冲的响应函数,以及许多卤化碳化合物辐射强迫及大气寿命的新数值而得到相对于CO2的比值。某些气体来源于间接辐射反馈的间接全球增温潜势也有估计值,其中包括CO。具有准确大气寿命值的气体的直接全球增温潜势的误差估计大约在±35%,而间接全球增温潜势的则更加不确定。

表3: 相对于二氧化碳的直接全球增温潜能(GWP)(对于大气寿命有确切值的气体).全球增温潜能是估计由于大气释放1千克特定温室气体而带来的全球增温相对于大气释放1千克二氧化碳所带来的全球增温的比值.不同时间尺度全球增温潜能的值不同表示了不同气体的大气寿命的影响。[根据表6.7]
气体  
寿命
(年)
全球增温潜能时间长度(年)
 
20 年
100 年
500 年
二氧化碳 CO2  
1
1
1
甲烷a CH4
12.0 b
62
23
7
氮氧化物 N2O
114 b
275
296
156
氢氟碳    
 
 
 
HFC-23 CHF3
260
9400
12000
10000
HFC-32 CH2F2
5.0
1800
550
170
HFC-41 CH3F
2.6
330
97
30
HFC-125 CHF2CF3
29
5900
3400
1100
HFC-134 CHF2CHF2
9.6
3200
1100
330
HFC-134a CH2FCF3
13.8
3300
1300
400
HFC-143 CHF2CH2F
3.4
1100
330
100
HFC-143a CF3CH3
52
5500
4300
1600
HFC-152 CH2FCH2F
0.5
140
43
13
HFC-152a CH3CHF2
1.4
410
120
37
HFC-161 CH3CH2F
0.3
40
12
4
HFC-227ea CF3CHFCF3
33
5600
3500
1100
HFC-236cb CH2FCF2CF3
13.2
3300
1300
390
HFC-236ea CHF2CHFCF3
10
3600
1200
390
HFC-236fa CF3CH2CF3
220
7500
9400
7100
HFC-245ca CH2FCF2CHF2
5.9
2100
640
200
HFC-245fa CHF2CH2CF3
7.2
3000
950
300
HFC-365mfc CF3CH2CF2CH3
9.9
2600
890
280
HFC-43-10mee CF3CHFCHFCF2CF3
15
3700
1500
470
全氟品种          
SF6  
3200
15100
22200
32400
CF4  
50000
3900
5700
8900
C2F6  
10000
8000
11900
18000
C3F8  
2600
5900
8600
12400
C4F10  
2600
5900
8600
12400
C4F8  
3200
6800
10000
14500
C5F12  
4100
6000
8900
13200
C6F14  
3200
6100
9000
13200
醚和卤化醚          
CH3OCH3  
0.015
1
1
<<1
HFE-125 CF3OCHF2
150
12900
14900
9200
HFE-134 CHF2OCHF2
26.2
10500
6100
2000
HFE-143a CH3OCF3
4.4
2500
750
230
HCFE-235da2 CF3CHClOCHF2
2.6
1100
340
110
HFE-245fa2 CF3CH2OCHF2
4.4
1900
570
180
HFE-254cb2 CHF2CF2OCH3
0.22
99
30
9
HFE-7100 C4F9OCH3
5.0
1300
390
120
HFE-7200 C4F9OC2H5
0.77
190
55
17
H-Galden 1040x CHF2OCF2OC2F4OCHF2
6.3
5900
1800
560
HG-10 CHF2OCF2OCHF2
12.1
7500
2700
850
HG-01 CHF2OCF2CF2OCHF2
6.2
4700
1500
450
a. 甲烷的全球增温潜能包括了它对平流层水汽和臭氧贡献的间接影响。
b. 甲烷和氧化亚氮的值经过了时间调整,这主要是考虑了它们在生存期间的间接影响。


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