Рисунок ТР-8. Зарегистрированные данные об изменениях в составе атмосферы. (a) Концентрации CO₂, CH₄ и N₂O в атмосфере в последние 1 000 лет. Данные, полученные при исследовании кернов льда и фирна, отобранных в нескольких точках Антарктики и Гренландии (показаны разными символами), дополнены данными, полученными при исследовании непосредственных образцов атмосферы в последние несколько десятилетий (показаны линией для CO₂ и включены в кривую, представляющую глобальную среднюю концентрацию CH₄). Оценочное радиационное воздействие, связанное с этими газами, показано на шкале справа. (b) Концентрация сульфата в кернах льда, отобранных в нескольких точках в Гренландии; при этом эпизодические последствия извержений вулканов удалены (линии), а также общие выбросы SO2 из источников в США и в Европе. [Основано на: (а) рисунке 3.2b (CO₂), рисунках 4.1а и b (CH₄) и рисунке 4.2 (N₂O); и (b) рисунке 5.4a]

C. Воздействующие факторы, вызывающие изменение климата

Данные наблюдений, в дополнение к происходившим в прошлом колебаниям и изменениям в климате Земли, свидетельствуют также об изменениях, которые происходили в факторах, которые могут вызывать изменение климата. Наиболее значимыми среди этих факторов являются увеличение концентраций парниковых газов и аэрозолей (находящихся в воздухе микроскопических частиц и капель) в атмосфере и колебания солнечной активности, оба из которых могут изменить радиационный баланс Земли и, соответственно, климат. Эти зарегистрированные данные наблюдений о воздействующих на климат факторах являются частью вклада, необходимого для понимания изменений климата в прошлом, что отмечено в предыдущем разделе, и, что очень важно, для прогнозирования тех изменений, которые могут произойти в климате в будущем (см. раздел F).

Как и данные об изменениях климата в прошлом, комплекты данных о воздействующих факторах имеют различные продолжительность и качество. Прямые измерения солнечного излучения проводятся в течение лишь примерно двух десятилетий. Постоянный прямой мониторинг концентраций двуокиси углерода (CO₂) в атмосфере был начат примерно в середине ХХ столетия, а в отношении других долго сохраняющихся, хорошо перемешанных газов, таких, как метан, лишь в последние годы. Палеоданные об атмосфере, полученные при исследовании кернов льда, свидетельствуют о том, что в более ранние тысячелетия концентрации некоторых парниковых газов изменялись. В противоположность этому, временные ряды данных измерений воздействующих веществ, для которых характерны сравнително более короткие периоды сохранения в атмосфере (например аэрозоли), получены в более позднее время и являются гораздо менее полными, поскольку эти вещества труднее измерять и пространственно они неоднородны. Комплекты современных данных свидетельствуют о том, что в течение последней части прошедшего тысячелетия деятельность человека оказывала влияние на концентрации в атмосфере как долго сохраняющихся парниковых газов, так и на недолго существующих воздействующих веществ. На рисунке ТР-8 проиллюстрированы последствия значительного увеличения в индустриальную эру антропогенных выбросов парниковых газов и двуокиси серы, причем последняя является предшественницей аэрозолей.

Изменение в энергии, имеющейся в глобальной системе «Земля-атмосфера», вследствие изменений в этих воздействующих факторах называется радиационным воздействием (Вт.м^-2) климатической системы (см. текстовой блок ТР-1). Определенное таким образом радиационное воздействие изменения климата представляет собой показатель относительных глобальных средних воздействий на систему «поверхность-тропосфера», вызванных различными естественными и антропогенными причинами. В настоящем разделе представлены обновленные знания о радиационном воздействии изменения климата, которое наблюдалось с доиндустриальной эры до настоящего времени. На рисунке ТР-9 представлены оценочные значения радиационного воздействия в период с начала индустриальной эры (1750 г.) до 1999 г. с учетом количественно определяемых естественных и антропогенных воздействующих факторов. Хотя извержения вулканов в данный рисунок не включены вследствие их эпизодического характера, они являются источником еще одного важного естественного воздействия. В приведенных ниже подразделах представлена обобщенная информация о каждом из воздействующих факторов.

Воздействующие факторы, представленные на рисунке ТР-9, в значительной степени различаются по своей форме, величине и пространственному распределению. Некоторые из парниковых газов выбрасываются непосредственно в атмосферу; другие же являются химическими продуктами выбросов других веществ. Некоторые парниковые газы сохраняются в атмосфере в течение продолжительных периодов времени и, в результате, хорошо перемешиваются по всей атмосфере. Другие существуют в атмосфере недолго и их региональные концентрации неоднородны. Большинство газов образуются как из естественных, так и из антропогенных источников. И наконец, как показано на рисунке ТР-9, радиационное воздействие индивидуальных факторов может быть положительным (т.е. нагревать поверхность Земли) или отрицательным (т.е. охлаждать поверхность Земли).

Рисунок ТР-9. Глобальное среднегодовое радиационное воздействие (Вт.м^-2), возникающее вследствие ряда факторов, в период с доиндустриальной эпохи (1750 г.) до настоящего времени (конец 1990-х годов — примерно 2000 г.) (численные значения представлены также в таблице 6.11 главы 6). Подробные объяснения см. в главе 6.13. Высота прямоугольных столбиков отражает центральное или наилучшее оценочное значение, в то время как его отсутствие означает, что никакая лучшая оценка невозможна. Вертикальная линия при прямоугольном столбике, ограниченная символами «х», обозначает оценочную величину диапазона неопределенности, который по большей части определяется разбросом в опубликованных значениях конкретного воздействия. Вертикальная линия вне прямоугольного столбика, ограниченная символами «о», означает воздействие, для которого никакой центральной оценки не может быть дано из-за наличия больших неопределенностей. Указанный здесь диапазон неопределенности не имеет никакой статистической основы и поэтому отличен от соответствующего понятия, используемого в других местах настоящего документа. Показатель «уровня научного понимания» присвоен каждому воздействующему фактору с указанием соответственно высокого, среднего, низкого и очень низкого уровней. Это представляет собой субъективное суждение о надежности оценки конкретного воздействия с учетом таких факторов, как допущения, необходимые для оценки воздействия, уровень знаний о физических/химических механизмах, определяющих конкретное воздействие, и неопределенности, связанные с количественной оценкой конкретного воздействия (см. таблицу 6.12). Хорошо перемешанные парниковые газы сгруппированы вместе в одном прямоугольном столбике с указанием индивидуальных средних вкладов CO₂, CH₄,N₂O и галоидуглеводородов (см. таблицы 6.1 и 6.11). Сжигание ископаемых видов топлива подразделено на компоненты «сажа» и «органический углерод» с отдельными наилучшими оценками и диапазонами. Знак воздействий, связанных с минеральной пылью, является сам по себе неопределенностью. Косвенное воздействие, вызываемое находящимися в тропосфере аэрозолями, пока плохо понято. То же самое можно сказать о воздействии, возникающем вследствие полетов самолетов и связанных с ними инверсионных следов и перистых облаков. Здесь рассматривается только «первый» тип косвенного влияния аэрозолей, т.к. это применимо в контексте жидких облаков. «Второй» тип влияния является концептуально важным, однако в этом случае доверие к полученным с помощью моделей количественным оценкам очень мало. Воздействие, связанное с возникающими в результате извержений вулканов аэрозолями в стратосфере, сильно варьируется в рассматриваемый период и поэтому не показано на данной схеме (тем не менее, см. рисунок 6.8). Все показанные на схеме воздействующие факторы обладают различными пространственными и сезонными свойствами (рисунок 6.7), так что глобальные годовые средние значения, представленные на данной схеме, не дают в результате полной картины радиационной пертурбации. Они предназначены только для того, чтобы представить в относительном смысле перспективу первого порядка в глобальном среднегодовом масштабе и не могут быть использованы для определения реакции климата на общие естественные и/или антропогенные воздействующие факторы. Как и в ВДО, здесь подчеркивается, что положительные и отрицательные глобальные средние воздействия не могут быть просто сложены и рассматриваться заранее как обеспечивающие баланс в смысле полного глобального влияния на климат. [Основано на рисунке 6.6]

Другие доклады в этой подборке