全球与中国的气候变化——制作于2015/2016
全球与中国的气候变化
掌握气候变化机理、关键证据与中国路径的内在逻辑
按 空格/→ 演示下一步
全部页面点击任意一页,跳回舞台从这页播放
全球与中国的气候变化
掌握气候变化机理、关键证据与中国路径的内在逻辑
什么是气候系统
昨天的暴雨、千年的冰芯、万年的岩层——跨度悬殊,却都在回应同一件事:地球的能量收支。
指挥是太阳辐射;乐手是各圈层;缺一声部,音乐不完整,气候也失衡
气候系统的组成与反馈机制
图示气候系统中的正反馈(红色,放大扰动)与负反馈(蓝色,抑制扰动)回路。先看扰动与升温,再追踪反馈如何回到升温。
气候变化 vs 气候变率
两个容易混淆的概念辨析
气候变化的自然驱动因素
上一页我们把'变化'和'变率'拆开了。但气候为什么会动起来?先把'人'放一边——人类大规模干扰之前,是什么在推它?
太阳=主暖气稳中小波动,火山=突然开窗灌冷空气(短期降温),轨道=慢慢挪暖气位置(改辐射分配)
气候变化的人为驱动因素
上一页讲了自然驱动因素——太阳活动、火山喷发等都在变,但量级有限、节奏也慢。工业革命以来这100多年的快速升温,单靠自然因素解释不通,必须把人为驱动这一块补进来。
水流入(排放)远超流出(吸收),水位(大气CO2浓度)持续上升
认识 IPCC
前面我们讲了气候变化的种种驱动因素,但全球每年发表的气候论文成千上万篇,到底谁有资格把这些研究打包成一份权威结论给各国政府看?这就是 IPCC 要解决的问题。
盘点人不创造资产,只把已有数据汇总核对并给出权威结论——IPCC不研究气候,只评估汇总全球成果
IPCC评估报告的演进
IPCC 五次评估报告,逐步抬高人类活动影响气候的确信度。
IPCC报告的三大工作组
一份IPCC报告要回答「气候在不在变、变了会怎样、该怎么办」三层问题——一个组根本忙不过来,于是拆成三个工作组,各管一段。
WG1=化验拍片找病灶;WG2=评估对身体生活的影响;WG3=给出治疗与预防方案
IPCC报告的三大工作组
前面我们认识了 IPCC,但评估报告体量太大——靠单一团队根本写不完。IPCC 把任务拆成三大块,由三个独立的工作组分头完成。
诊断病因=WG1查清气候事实,评估病情与康复=WG2影响与脆弱性,开处方=WG3减排方案
IPCC报告的三大工作组
前页已看到IPCC按问题分工:第三工作组专门研究人类如何减少排放、增加吸收,从而限制未来升温幅度,并比较不同做法的潜力、成本与代价。
诊断结果对应气候科学证据;工作组整理减排路径、代价和不确定性,提供政策相关选项,不直接开处方。
IPCC评估机制与流程
从议题到发布,IPCC报告需经过多轮评审——顺着箭头从左到右读。
地质历史时期的气候证据
上页讲到 IPCC 评估依赖数据,但温度计只有三百多年历史。几万年前的冷暖干湿怎么知道?答案藏在冰、树、年复一年的泥沙里——地球本身就是一部自带的『气候日记』。
没有相机的年代靠手写还原过去;没有温度计的年代靠冰/树/泥反推气候
冰芯记录揭示的气候密码
从冰芯中读出两套独立记录——气泡里的CO₂与同位素里的温度,看它们如何在80万年里同步起落。
第四纪冰期-间冰期旋回
冰芯里看到的温度曲线像锯齿一样反复升降——但为什么节拍偏偏是十万年?地球轨道参数里藏着这把钥匙。
地球公转轨道时而"瘦"时而"胖",这微弱的胖瘦节奏就是十万年冷暖拍点的源头
历史上的温暖期与当前变暖
都叫"暖",但成因、范围、速度截然不同;常被混用为否认现代变暖的依据,必须辨清。
- 时间:约公元950–1250年,持续数百年
- 成因:太阳活动+火山活动+自然振荡
- 范围:区域性显著,北半球分布不均
- 速度:缓慢升降,自然节律可逆
- 时间:工业革命至今,约170年
- 成因:人类排放温室气体为主因
- 范围:全球陆海同步一致升温
- 速度:百年尺度前所未有,自然难逆转
全球平均温度的百年上升
沿时间轴看百年升温:基线→缓升→平台→加速→累计,每段对应不同主导因素。
全球变暖的信号识别
上一页我们看到全球温度百年明显上升,但历史上也曾有过温暖期。如何确认这次变暖是人为而非自然?关键在于从自然变率的'噪音'中,把人类活动的'信号'挑出来。
检测→听出杂音;归因→判断心疾还是感染;指纹法→不同病有不同心音特征
海平面上升
上一页我们确认了全球在变暖。温度升高最直接的后果之一,就是海平面上升。这「水涨」的背后其实是两个机制同时在推:海水受热膨胀,加上陆地冰融化汇入海洋。
加热让水膨胀溢出(=热膨胀),往锅里加水(=陆地冰融化)水位也涨。海冰融化只是冰化在水里,水量不变。
海洋的变化
海平面上升是海洋给我们的'明牌',但海洋还背着两个'暗账'——一边在偷偷变酸,一边在拼命储热。
汽水把CO2压进水就变酸,海水吸了过量CO2也在'变汽水'
极端天气事件的变化
海洋吸收了九成多余热量,看似'缓冲'了升温——然而大气与海洋的额外能量,正以极端天气的形式释放:热浪、强降水、强台风,频次与强度都在抬升。
平均值变化小,但概率分布右尾被拉长——极端事件概率显著放大
全球变化核心检测
下列哪项证据最能体现人类活动引起气候变化的'指纹'特征?
中国气候变化的观测网络
国家气候中心与台站观测体系
中国近百年温度变化
1951-2015中国温度变化可从趋势、区域、对比三条主线读这张图
中国降水格局的改变
高中地理就学过:东部季风区'南涝北旱',西北干旱区'干旱少雨'。但近几十年的观测发现,这两个老印象都正在被改写——而且方向出乎意料。
总水汽量变化不大,但夏季风这把'花洒'喷洒不均——南方多北方少,西北像被悄悄接了根新管
极端气候事件的中国特征
上节我们看到中国降水的"平均值"在变——但平均值只是故事的一半。更值得警惕的是那些破纪录的极端瞬间。
平均气温升1℃像低烧;极端事件像高烧惊厥——后者对社会的冲击远大于前者
中国的温室气体排放
2015年前后,中国年碳排放已超欧盟、美国之和,占全球近三成。但工业革命以来两百多年的累积排放,发达国家才是大头——理解这两组数字的差距,是讨论气候责任的前提。
一人注200年(发达国家),一人注30年(中国);新水龙头流量大但总水量仍少
中国与全球气候变化的异同
全球变暖是底色,中国是局部放大镜——既有同步,也有"放大"与"错位"。
- 百年升温约1.1°C
- "湿更湿、干更干"
- 热浪与强降水频次上升
- 主因:化石燃料燃烧
- 升温略高于全球均值
- "南涝北旱"格局加剧
- 复合型极端事件显著增多
- 历史累积排放低、当前年排放居首
知识框架回顾
- ✓气候系统是多圈层耦合整体,人为活动成主驱动
- ✓IPCC多轮评估确立了人类影响气候的共识
- ✓地质证据表明现代变暖速率远超自然波动
- ✓海温海平面极端天气构成变暖的多通道证据
- ✓中国气候变化与全球同步,区域特征需关注
课后思考
先合上书,用自己的话回答下面三个问题,再点开参考答案对照思路。
参考答案关键检验:升温是否系统性超出自然变率范围?需要多条独立证据(温度、海平面、冰盖)指向同方向,且无法被太阳、火山等自然因子解释——这就是「气候变化」而非「变率」。
参考答案五年连续偏多只是变率表现。要判断为信号,需看长期趋势是否显著、空间模式是否符合物理机制(如变暖大气持水增强→极端降水增多)、能否归因到人为强迫。
参考答案科学能:量化情景、评估风险、估算成本。科学不能:设定价值目标、裁决代际公平、克服政治阻力。讲清楚不确定性是本职,但选择权属于社会。