阿倫尼烏斯在100多年前已思考過，化石燃料的燃燒將導(dǎo)致CO2 增加，并將造成氣候變暖。半個多世紀(jì)后的20世紀(jì)50年代，一些學(xué)者開始向社會呼吁，人類活動導(dǎo)致的CO2增加將對氣候產(chǎn)生重要的影響。1979年，美國著名氣象學(xué)家恰尼等受美國科學(xué)院國家研究顧問委員會的委托提交了一份研究報告(后來被稱為“恰尼報告"(The Charney Report))。該報告在研究了各種可能的能夠穩(wěn)定氣候系統(tǒng)的反饋機制和Manabe以及Hansen 的GCM 模擬結(jié)果之后指出，毫無疑問，CO2加倍將導(dǎo)致全球平均溫度顯著升高，估算氣候?qū)O2 加倍的敏感性大約是1.5—4.5℃。自該報告之后，全球變暖的概念開始進入公眾的視野，并引起歐美各國政府的高度重視。也是從那個時候開始，氣候變化成為了大氣和海洋的主要研究方向，后來也成了整個地球科學(xué)的重要研究方向。

1988年，世界氣象組織和聯(lián)合國環(huán)境署共同成立了“政府間氣候變化專門委員會"(IPCC)，其目的是為世界提供氣候變化的現(xiàn)有進展?fàn)顩r和氣候變化對社會、環(huán)境與經(jīng)濟的潛在影響的全面、綜合的科學(xué)評估，聯(lián)合國和世界氣象組織的195個成員國均可參加。IPCC下設(shè)三個工作組，第一工作組評估氣候系統(tǒng)和氣候變化的科學(xué)問題，第二工作組評估社會經(jīng)濟和自然系統(tǒng)對氣候變化的脆弱性和適應(yīng)性，第三工作組評估人類應(yīng)對氣候變化的策略，如減緩CO2等溫室氣體排放。IPCC 于1990 年、1995 年、2001年和2007年分別發(fā)表了4次評估報告，第5次評估報告將于2013年發(fā)表.在第4次評估報告中，全世界23個GCM 的模擬結(jié)果表明，CO2加倍將造成2—4.5℃的增溫。圖7是IPCC第4次評估報告使用全世界23 個GCM數(shù)值模擬結(jié)果給出的20世紀(jì)全球平均地表氣溫變化和對21世紀(jì)全球變暖的預(yù)估。在21世紀(jì)的預(yù)估中，使用了幾種不同的溫室氣體排放情景。如果溫室氣體被限制在2000年的水平不變，地球氣溫仍將緩慢增加(桔黃色曲線)，其主要原因是已經(jīng)被加熱了的海洋仍將持續(xù)地放出熱量，并加熱地面和大氣。如果對人類排放溫室氣體的速度不加限制，在21世紀(jì)末，地表氣溫將升高大約3.6℃。雖然IPCC 報告受到了這樣或那樣的質(zhì)疑，但其權(quán)威性是不容置疑的，每一次報告都是世界各國數(shù)百名一流氣候?qū)W家共同努力的結(jié)果。

總結(jié)

人類對于全球變暖的認識是以數(shù)學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)為基礎(chǔ)的.簡要地講，研究全球氣候變暖或氣候變化就是求解流體力學(xué)方程、熱力學(xué)方程和輻射傳輸方程，并試圖探索人類活動對氣候系統(tǒng)產(chǎn)生的重要影響。氣候系統(tǒng)動力學(xué)、熱力學(xué)和輻射傳輸這幾方面的耦合包含了物理和化學(xué)等過程,甚至包括生物過程。氣候系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，各分量之間的相互作用以及涉及的各種反饋過程也是相當(dāng)復(fù)雜的。我們現(xiàn)在對這些過程的了解還非常有限，因此，我們目前還不能很圓滿地回答有關(guān)全球變暖的全部問題。

與其他學(xué)科的發(fā)展歷史一樣，人們對于全球變暖的認識也經(jīng)歷了一個漫長的過程，早期對于全球變暖的科學(xué)認知甚至存在著這樣或那樣的錯誤。但得益于物理學(xué)等其他學(xué)科的發(fā)展，也通過一代又一代學(xué)者的努力，我們現(xiàn)在對全球變暖才有了一個比較全面的認識。未來對全球變暖的認識，還將需要與其他基礎(chǔ)學(xué)科的密切結(jié)合，大氣探測技術(shù)和計算機計算速度的提高也是非常關(guān)鍵的。

無論對全球變暖持支持或反對的觀點，也無論是否承認全球變暖是否是由于人類活動造成的，一個不可否認的事實是，現(xiàn)在人類改變自身生存環(huán)境的能力是巨大的。我們今天對化石燃料的燃燒實際上相當(dāng)于把地球早期通過光合作用存儲于地球內(nèi)部的太陽輻射能量釋放了出來，這部分能量毫無疑問將對氣候系統(tǒng)產(chǎn)生重大的影響。

文章來源：賽先生微信號 本文選自《物理》2012年第8期