气候变化/简介

气候

气候是一个广泛的术语，但它始终描述气候系统的长期变化。通常，“气候”指的是大气长期平均状态，包括温度、湿度和风。在其他情况下，“气候”可以包括海洋状态、冰冻圈（雪和海冰）、生物圈，有时甚至包括岩石圈（地球的地壳）。

气候学是研究气候的科学，是一门年轻的学科，现代气候科学只是在20世纪后期才从气象学、海洋学和地质学中发展起来，它高度依赖于数学模型和估计，这些模型和估计依赖于不断收集的数据、改进的传感器和历史记录（自然或人为产生的）。当然，人们对自然界一直很感兴趣，包括空气和水的运动。一般来说，即使在大型地理区域，精度往往会随着时间的推移而增加，但这些科学在短期或很长的时间框架内仍然非常不精确。气象学家和大气科学家经常说，气候是你的预期，天气是你得到的。

气候变化

全球变暖一词是由哥伦比亚大学教授沃拉斯·布罗克（Wallace Broecker）创造的，指的是自20世纪中叶以来地球近地表空气和海洋平均温度的上升及其预计的持续上升。该词已不再使用，因为它会导致大众误解，大众确实会注意到正在发生的变革以及气候系统变得更加活跃，但可能不会感觉到平均气温的上升，尤其是在极端情况变得越来越媒体化的情况下，显示暴风雪、河流泛滥甚至飓风比直观地传达温度变化的感觉更容易，尤其是气温升高和干旱，而且对于城市化的受众来说，在与城市相关的环境中也更容易。

人为气候变化

人为气候变化理论的早期例子之一是乔治·P·马什（George P. Marsh）于1874年出版的“人类活动对地球的影响”。这项早期工作的科学水平远不如今天的气候科学，但马什确实将土地利用变化，包括森林砍伐和灌溉，与当地气候变化联系起来。

人为是指“人为”，来自“anthro-”，意思是“人类”，和“genic”，意思是“由...产生，起源，原因”。人为气候变化一词用于将地球气候的变化归因于人类活动。近年来，这被认为主要意味着向大气中排放“温室气体”，通常是通过燃烧化石燃料。

人类如何改变地球的气候？早在阿伦尼乌斯的时候，人们就已经意识到大气的成分会影响气候。一些气体，如二氧化碳，具有允许吸收特定波长光的分子结构。对于“温室气体”来说，这意味着吸收红外辐射。温室气体的显著特征是它比可见光更能吸收红外辐射；这使得阳光能够穿透气体（大气）并使地球表面变暖。然后地球作为黑体辐射，发出红外辐射，然后被困在大气中。这就是温室效应。

如果人类改变了大气的成分，比如燃烧化石燃料释放二氧化碳，那么进入大气的能量就会比原本更多。更多的能量直接导致更高的温度，从而导致气候变化。

太阳辐射变化

太阳辐射变化是指我们太阳发射的辐射能量的变化。这些变化存在周期性成分，主要成分是11年的太阳周期（或太阳黑子周期），以及非周期性的波动。太阳活动在最近几十年通过卫星测量，在更早的时间通过“替代”变量测量。气候科学家感兴趣的是了解太阳活动的变化对地球的影响。任何这种机制被称为“太阳强迫”。

太阳总辐射（TSI）的变化直到卫星时代才保持在可探测阈值以下或低于可探测阈值，尽管紫外线波长的微小部分变化了几个百分点。现在测量到太阳总输出在过去三个11年太阳黑子周期中变化了约0.1%，在11年太阳黑子周期内约为1.3 W/m²。地球大气层外表面接收到的太阳辐射量与平均值1366瓦/平方米（W/m²）相差不大。没有关于长期变化的直接测量，对“替代”测量结果的解释也不尽相同；最近的结果表明，在过去2000年中，太阳辐射变化约为0.1%，尽管其他来源表明，自1675年以来，太阳辐射增加了0.2%。太阳辐射变化和火山活动相结合很可能是某些气候变化的原因，例如蒙德极小期。2006年发表在《自然》杂志上的一项研究和对现有文献的回顾确定，自20世纪70年代中期以来，太阳亮度没有净增加，过去400年太阳输出的变化不太可能在全球变暖中发挥主要作用。应该强调的是，同一份报告警告说，“除了太阳亮度之外，宇宙射线或太阳紫外辐射对气候的更微妙的影响不能排除，作者说。然而，他们补充说，这些影响无法得到证实，因为这些影响的物理模型仍然过于不完善。”

命名法

在本维基教科书中，“气候变化”主要指“全球变暖”；也就是说，自20世纪初以来地球温度的升高。当然，在此之前，由于自然原因，气候也发生了变化，例如冰河时代。

《联合国气候变化框架公约》将气候变化定义为“直接或间接地归因于人类活动改变地球大气成分而导致的气候变化，这种变化叠加在自然气候变异上，是在可比时间尺度上观察到的”。 从这个意义上说，气候变化与全球变暖是同义词。

然而，政府间气候变化专门委员会将气候变化定义为“气候平均状态或其变异性的统计意义上的变化，持续相当长的时间（通常为几十年或更长时间）。气候变化可能是由于自然内部过程或外部强迫，或由于大气成分或土地利用的持续人为变化。"

无论使用哪种定义，都不会改变气候变化本身。

维基教科书的题外话

本维基教科书的一位作者指出，夜间降温减少可能从未“在任何关于全球变暖的辩论中被考虑过”。该论点被表述为

所有旋转日不等於轨道年的行星都在白天吸收太阳热量，并在晚上释放热量。然而，地球的情况却不同，我们不仅在白天增加了太阳的热量；远离规律的工作、娱乐和睡眠的昼夜循环的趋势越来越明显，这意味着在晚上，地球应该散热的时候，我们仍在增加热量。

乍一看，这是一个合理的论点，但在仔细审查后却站不住脚。虽然地球表面的冷却效率在夜间更高，但这种更有效的冷却并没有很好地持续到对流层的上层。这意味着，来自冷却的大部分能量最终仍然会到达白天时的位置：要么被对流层吸收，要么被释放到太空中。此外，该论点似乎暗示人类夜间活动的增加降低了冷却效率，但这种影响极其微弱。夜间冷却效率更高几乎完全归因於没有阳光。想想表面温度的变化，作为 dT = S - F 的零阶，其中 S 是表面吸收的太阳能，F 是红外发射造成的冷却。在夜间，S = 0，因此 dT 完全是由于发射造成的冷却。在白天，变暖抵消了冷却。正如作者所述，我们并没有增加太阳的热量，而只是将热量困在对流层中。这种捕获没有昼夜循环，因为大气成分气体浓度没有明显的昼夜循环。让这成为读者的一个教训：批判性思维应该始终伴随着对新主题的学习。

参考文献

1. ^ 马什手稿的文本可在网上公开获取 [古腾堡]。