气候变化的成因及增温潜能值

　　工业革命以来，人类活动特别是发达国家工业化过程中大量排放温室气体，是当前全球气候变化的主要因素。人们焚烧化石矿物或砍伐森林并将其焚烧产生二氧化碳进入地球大气层。如果没有额外的减少温室气体排放的努力，未来全球排放增长预期将继续由全球人口和经济增长驱动。在不考虑额外减缓行动的基准情景下，全球 2100 年的平均表面温度相对工业化前（1850-1900 年）将升高 3.7 4.8 。
　　不同温室气体对全球气候变暖的增温效果是不同的，这主要源于不同温室气体的辐射强迫大小和在大气中的寿命长短。辐射强迫是量化气候变化驱动因子驱动作用的指标，正辐射强迫导致变暖，负辐射强迫导致变冷。相对于 1750 年，2011 年人类活动引起的辐射强迫变化为 2.29（1.13-3.33）W/m2。CO2、CH4等具有较长大气寿命且可以在对流层内均匀混合的温室气体产生了较大的正辐射强迫，即对全球变暖的贡献较大，其中，IPCC 第四次评估报告中 CH4排放引起的辐射强迫变化为 0.48（0.43-0.53）W/m2 。在 IPCC 第五次评估报告中，由于考虑了 CH4与其他温室气体的复合效应，辐射强迫变化的评估结果为 0.97（0.74-1.2）W/m2；CO、NOx 等短寿命温室气体对全球变暖有一定的贡献；气溶胶总体上具有减缓全球变暖的作用（-0.27W/m2 ），各种气溶胶的作用不同，如黑碳引起了正辐射强迫，而硫酸盐等引起了负辐射强迫；气溶胶引起的云量变化减缓了全球变暖。此外，土地利用变化导致的地表反照率变化也会降低辐射强迫。
　　为了统一度量不同温室气体对气候变化影响的相对大小，采用＂全球增温潜能＂（Global Warming Potential，GWP）值来评价。GWP 值就是把单位质量二氧化碳的温室效应大小作为一把＂尺子＂来度量其它温室气体效应。把二氧化碳的温室效应作为＂1＂（即 GWP 值为 1），与二氧化碳同等质量的另一种温室气体如果温室效应是二氧化碳的 χ 倍，则 GWP 即为 χ。由于不同温室气体效应还与其在大气中的寿命有关，在实际应用中一般以 100 年作为比较的时间尺度，如果没有特殊说明则温室气体的 GWP 值表示在 100 年的时间尺度中温室效应的大小。
　　GWP 值是通过伯尔尼碳循环模型计算出来的。随着伯尔尼碳循环模型的修正，GWP 值可能会有改变。如 IPCC 第四次科学评估报告中的 CH4的 GWP 值是 25，而 1995 年 IPCC 第二次科学评估报告中的 GWP 值为 21。因此，在实际应用或者引用时一是应注明引用文献及时间，二是要清楚 GWP 值是相对于二氧化碳的温室效应大小而言的。随着对 CO2温室效应研究的深化或者伯尔尼碳循环模型的演进，二氧化碳温室效应这把＂尺子＂本身也是会有变化。因此，不同条件下得到相同数值的温室气体 GWP 值，并不一定具有相同的温室气体效应。
　　当前普遍采用的 1995 年 IPCC 文献中不同温室气体在不同时间尺度中的GWP 值见表 1-1