E.6 广泛分布的检测技术
温度
人类影响气候的证据是由根据大量的检测技术得到的。SAR以来的一个主要进步是所用检测技术的增加，以及在使用这些技术方面结果独立于假设程度的评估。有使用型相关的研究，也有使用一个或更多固定型及可变时间型的优化检测研究，以及其它一些技术。研究数量的增加，技术广度的增加，评估人为气候强迫作用能力的提高，以及结果相对于使用这些技术作出的假定的确凿性，使得人们在检测和归因方面增加了信心。
结果对所考虑的时间尺度和空间范围是敏感的。数十年的数据在区分出内部变率信号方面是必须的。理想化研究表明，地表温度变化只在5，000公里尺度内是可以检测的。这些研究表明，型相关研究中在模拟和观测间发现的一致程度与理论上预计的是一样的。
大多数归因研究发现，在最近50年，估计单独由于温室气体增加引起的全球变暖的速度和大小，即可以与观测到的增暖相当，或者会更大。归因研究强调这一问题，即“相对于一个特定的强迫因子，模拟的响应幅度是否与观测一致”。多信号技术的应用，使得能够在多个气候影响因子中分辨它们各自不同的效果。时间依赖信号的引入，促进了自然和人为强迫影响的区分。随着更多的响应型的引入，不可避免地出现退化问题（不同组合的型得到相对于观测类似的结果）。尽管如此，即使在分析中引入了所有主要的响应，某一明确的温室气体信号仍是可检测到的。而且，大部分模式同时引入温室气体和硫化物气溶胶的估计和在这一阶段的观测是一致的。当人为和自然因子都被引入考虑时，就得到了最近140年模式模拟和观测最好的一致结果（参见图15）。这些结果说明，强迫的引入足以解释观测到的变化，但不排除其它强迫也有贡献的可能性。总体来说，可以发现温度响应增加的温室气体浓度的幅度，与在考虑的尺度范围内所观测的结果之间存在一致性（参见图16），但是在其它自然和人为因子方面，模拟和观测还存在着差异。
图16: （a）“度量指标估算”，据此将几个模式模拟的信号叠加，以重构观测记录中相应的变化。垂直线段表示由于内在变率而产生的5%-95%的不确定性。一个围绕单位量的范围意味着强迫振幅与模式模拟响应部分叠加，其结果与相应观测变化相一致，而一个包含零的变化范围意味着此模式的模拟信号无法被检测。信号定义为大尺度（>5000公里）范围内1946年到1996年近地面气温（相对于1896年到1996年之间的平均）作为外部强迫的集合平均响应。第一个输入（G）显示了根据观测结果仅包含对温室气体的响应与内在变率假设得到的尺度因子和5%-95%的置信区间。范围明显小于1（与其它模式结果一致），说明仅由温室气体强迫的模式对观测到的变暖信号估算过高。另外的8个输入表示温室气体和硫强迫（GS）下模式模拟的尺度因子，包括间接硫酸盐强迫和对流层臭氧强迫两个过程，臭氧强迫也包括平流层臭氧耗损（分别为GST和GSTO）。除了CGCMI外，这一范围其它模式模拟都与单位量一致。很少有证据显示，在仅仅考虑GS信号和内在变率的假设下，模式会系统性地过高或过低估算观测到的响应幅度（也就是说此种诊断分析中自然强迫净效应很小）。除了ECHAM3（用星号表示）外，其它模式观测的残差变率与这一假设一致。有人想引入假设，使模式仅仅模拟对人类活动的响应，但是由于没有考虑对自然强迫的响应，因此在这些单一信号的模拟中，估算的不确定性是不完全的。然而，正如这些不同模式模拟的一样，高置信度范围表明，近年来近地面温度变化不能解释为气候的内在变率造成的。接下来的三个输入对不确定性进行了更全面的分析，这三个输入分别代表单一的温室气体（G）、硫酸盐气溶胶（S）、太阳因子加火山（N），在只考虑太阳因子（SO）和只考虑火山（V）的情况下也进行了相应信号的模拟。在这些情况下，为了考虑自然强迫响应中的不确定性，同时进行多个因子的模拟。不确定性在增加，但仍能检测到温室气体的响应。只有一种情况（ECHAM3）似乎过高地估算了温室气体的响应（G信号的尺度范围与单位量不一致）。但是这一结论对利用何种成分作为控制量来定义检测空间比较敏感。目前的研究仍不清楚对引入火山信号会如何响应这一问题。在包含太阳因子和火山强迫的情况下(HsdCM2和HadCM3)，G和S信号可以被检测出来，与是否联合或单独估算自然信号无关，并且与单位量保持一致（对S、V响应允许存在不同误差）。
（b）基于（a）中的结果，在5%-95%置信区间上，对20世纪全球平均增暖贡献的估算。尽管估算结果变化依赖于所假设的模式信号及强迫，并且估算一个以上的信号会出现高的不确定性，但是所有模式模拟的结果都表明，人类活动对气候变化的影响对20世纪全球变暖具有明显的贡献。[根据图12.12] |
所包括的其它强迫的不确定性，不妨碍最近50年人为温室气体效应的确认。尽管还不确定，但硫化物强迫在这段时期是负的。这段时期大部分的时间，自然强迫的变化也被估计为负的。这样，人为温室气体影响的检测，既不能被硫化物气溶胶强迫的不确定性，也不能因为自然强迫没有引入所有的模式模拟中所消除。区分温室气体，硫化物气溶胶强迫等不同响应的研究，对硫化物气溶胶和自然信号幅度的不确定性进行了估计，但几乎所有的研究都仍然能够在最近气候记录中检测到人为温室气体信号的存在。
使用的检测和归因方法，不应该对由个别强迫引起的全球平均响应幅度的误差表现出敏感。在本报告使用的信号估计方法中，信号的幅度是由观测估计而来的，而不是模拟响应的幅度。这样估计就和那些决定响应模拟幅度的因子是独立的，就如模式使用的气候敏感性一样。此外，如果由于一个给定强迫产生的信号被单独估计，其幅度在很大程度上与用以产生响应的强迫的幅度独立。太阳和硫化物气溶胶间接强迫幅度的不确定性不应该影响估计信号的幅度。
海平面
通过海水的热力膨胀和广泛的陆冰丧失，20世纪的增暖对观测到的海平面升高很可能有显著贡献。在现在的不确定性中，观测和模式都一致表明，在20世纪中没有明显的海平面升高加速过程。
