从万年到千年的长时间尺度来看,气候一段时间处于温暖期,一段时间处于寒冷期,大多数时间处于温暖湿润时期。对于这种正常的气候波动,人类其实没有能力改变,对其原因也并不完全了解。我们告别了1550年到1900年为期350年的最新一个寒冷期后,现在我们处在开始于1900年的一个温暖期。本来,从人类生存角度,人类更担心寒冷期,但或许我们已经经历了百年的温暖期,人们就特别关注和担心气候变暖,并一直在寻找气候变暖的原因。

气象学家首先会想到太阳辐射。太阳辐射是地球――大气系统最重要的能量来源,也是产生大气运动的主要动力,它从根本上决定着地球――大气的热状况。根据全球地面太阳辐射站观测表明,近50年来,全球平均每年减少0.05 Wm-2,每10年平均减少2.7%,对全球各地来说,地表太阳辐射降低的速率则呈现着区域差异:前苏联欧洲部分每10年地面太阳辐射减少6%～7%,其中西伯利亚平原和远东部分每10年减少1%,主要农业区则减少2.4%;在爱尔兰的8个太阳辐射测站中,有7个测站太阳辐射减少,在其南部和中部每10年减少4%,在其北部减少1%。自20世纪50年代以来,太阳总辐射的降低是全球性的,而不是个别地区。据对中国1961～1990年来55个辐射站的日总辐射量研究结果表明,自1976年以来,约大部分台站的辐射日总量距平为负值,在参加统计的55个站中,有50个站为负距平,初步认为,太阳辐射是呈下降趋势。近年来大气混浊度和大气中的气溶胶颗粒增加是太阳总辐射下降的原因。这些研究结果说明,气候变暖不是地面太阳辐射增加引起的。

影响气候变化的因子非常复杂,有自然原因和人类活动原因。自然原因包括地球系统本身的某些因素,如火山爆发、海――陆――气相互作用、地壳运动和地球转动等;有的是地球以外的因素,如太阳辐射、银河系尘埃等。科学家现在主要是把气候变暖的原因聚焦在了温室气体增加。

由于1860年工业革命以来,社会文明的发展,人类的生活模式越来越依赖机器,这就需要更多的能源来维持其运作。能源需求的增加,意味着需要燃烧更多化石燃料来满足需求,结果导致大量的温室气体排放。这些温室气体主要有6种,即二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫,其中对气候变化影响最大的是CO2,它产生增温效应占所有温室气体总增温效应的63%,且在大气中存留期可达200年,并充分混合,因而最受关注。

地球上对于大气中CO2浓度的直接测量是1957年在夏威夷开始的,观测结果清楚表明,CO2浓度从1957年以来是直线上升,大致从315 ppmv上升到2000年的368 ppmv。大气中的CO2等温室气体可以透过太阳辐射到达地面,同时又吸收地面放射的长波辐射,阻碍地面长波辐射向外空发射,也就是说,大气中的温室气体浓度的增加,通过它们引起的辐射强迫地球气候变暖。

自1979年召开第一次世界气候大会之后,人们逐渐认识到气候变化给社会经济带来的巨大风险和损失,同时气候变化问题由于气候系统的复杂性,尽管气候变化研究在不断的深入,但仍存在不少未知问题。鉴于气候变化是世界性的问题,各国政府在作决策时,需要有一个科学的较权威的依据,于是在1988年11月世界气象组织和联合国环境规划署联合成立了政府间气候变化专门委员会(简称IPCC),为国际社会就气候变化问题提供科学依据。到目前为止,根据IPCC报告,全球大气CO2浓度从工业革命前的280ppmv已增加到现在的356ppmv,每年大气CO2浓度增加2ppmv,人类每往大气中排放1Gt碳,大气CO2浓度会增加0.47ppmv;当大气温室气体浓度达到400 ppmv时,温度会增加1.7℃-2.3℃;当大气温室气体浓度达到500 ppmv时,温度会增加1.9℃-4℃;当大气温室气体浓度达到600 ppmv时,温度会增加2.2℃-5℃。总之,根据IPCC的观点,结论十分清楚:(1)气候变暖实实在在地发生着;(2)温室气体排放是可能的主要原因。

近年来, IPCC评估报告越来越强调人类活动对气候变暖的作用。但是,必须清楚认识到人类活动对未来气候变化的估计,存在着许多的不确定性:其一,计算模式参数不完备性,模式中仅主要考虑人类活动所造成的温室气体排放和气溶胶的影响,未包括自然外强迫因子(如太阳活动)和地球内部的可能变化。其二,也未考虑气候系统内部的反馈作用和过程,而这种过程是极其复杂,人们还不清楚它们之间的联系,因此气候的预测具有很大的不确定性。当然,人类对气候的影响肯定是存在的,应引起人们的足够重视。IPCC评估报告除了代表科学的最新进展外,同时对气候变化决策和国际谈判具有重要影响,就是协调和敦促各国减少温室气体排放的份额和数量。