气候变化2001： 科学基础

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F.2 温室气体和气溶胶未来变化的预测

图18:对6个SRES情景和IS92a情景，运用目前的方法计算出的大气CO2，CH4和N2O浓度值。[根据图3.12和4.14]

　　增加陆地生态系统碳存储的措施将影响大气中的CO₂浓度，但是通过这一手段CO₂浓度减少的上限平均为40-70 ppm。在本世纪，如果历史上土地利用变化排放的碳能够重新存贮在陆地生物圈（例如通过再造林），CO₂的浓度将降低40-70 ppm。因此，在本世纪内，化石燃料的CO₂排放明显地控制着大气CO₂浓度的变化趋势。

　　模式计算结果表明，到2100年主要的非CO₂的温室气体浓度在6个SRES示例情景中差异很大。总的来说，A1B、A1T和B1增加最少，而A1FI和A2增加最多。CH₄从1998年到2100年的变化范围是-190到+1970ppb（-11到1125%），而N₂O从+38提高到+144ppb（+12到+46%）（见图17b和c）。HFC（134a，143a 和125）从当今可以忽略的水平升高到了成百上千的ppb浓度值。PFC CH₄预计升至200到400 ppt，而SF₆预计升至35到65ppt。

　　对于6个SRES示例性排放情景来说，间接的温室气体（NO_x，CO，VOC）和CH₄排放的可能变化，预计将改变对流层烃基（OH）的全球平均浓度，到下个世纪变化范围从-20%达到+6%。由于OH在对流层化学中具有重要作用，CH₄和HFC两种温室气体在大气中的存留时间将会因此发生变化。这很大程度上取决于NO_x和CO排放的数量及其之间的平衡。经计算，2000年到2100年对流层臭氧的变化范围是-12到+62%。21世纪预计A1FI和A2情景下臭氧排放的幅度最大，将是工业革命以来的两倍多。臭氧浓度的升高是由目前认为NO_x和CH₄排放同时和大幅度增加所造成的。

　　这6个SRES示例情景中一些情景所预计的全球温室气体和其他污染物排放的大幅度增加，除导致气候变化外，还将造成全球环境恶化。由于提高对流层臭氧的本底水平，SRESA2和A1FI情景预计的变化将使全球大部分地区空气质量下降。在北半球中纬度地区的夏季，近地面O₃的浓度平均升高30ppb或更多。其本底水平将提高到80ppb，这将使大多数都市甚至农村地区难以达到现有的空气质量标准。农作物和森林生产力也会遭到损失。这个问题会跨越大陆边界，并在半球尺度上与NO_x的排放发生耦合和相互作用。

图19: 简单模式结果：至2000年的历史人为辐射强迫估算量，和6个SRES示例性情景的辐射强迫量。图中阴影区域涵盖了35个SRES情景的辐射强迫范围。计算方法基本完全采用各章节中描述的方法。这些数值是基于7个AOGCM CO2加倍条件下的辐射强迫得出的。利用同样的计算方法，也给出了IS92a,IS92c和 IS92e强迫值。[根据图9.13a]

　　除了硫和黑碳外，模拟表明气溶胶浓度和排放之间为线性关系。决定黑碳清除速率的过程实际上在模式之间有很大不同，这导致黑碳未来浓度的预测具有很大不确定性。自然气溶胶例如海盐、灰尘以及气溶胶气相前体物如萜烯、二氧化硫（SO₂）和二甲基硫化物等的排放可能会由于气候和大气化学的变化而增加。

　　6个示例性SRES排放情景几乎覆盖了整套SRES情景的所有强迫因子范围。图19给出了1765到1990年期间总的历史人为辐射强迫估算量，同时也给出了6个SRES情景的辐射强迫量。图中35个SRES情景的辐射强迫范围用一个阴影区域表示，原因是单个情景的辐射强迫随时间变化会产生交叉。生物质燃烧气溶胶产生的直接强迫以毁林速率表示。SRES排放情景包括了人为气溶胶（例如磷酸盐气溶胶，生物质气溶胶，黑碳和有碳机气溶胶）排放增加或减少这两种可能性，这取决于化石燃料利用程度以及减少污染物排放的政策。这些SRES情景不包括非硫酸盐气溶胶排放量的估算。该报告中提出了两个预测这些气溶胶排放量的方法：第一种方法以CO为参照来估算化石燃料和生物质气溶胶的排放，而第二种方法以SO₂的排放和毁林为参照。只有第二种方法用于气候预测。为了对比，也给出了IS92a情景的辐射强迫。很明显，这些新的SRES情景与IS92情景相比，涵盖的范围更大。这主要是因为SRES情景同IS92情景相比降低了未来的SO₂排放量，而且一些SRES情景的累积碳排放量也较大。