我们观测的事实是由于人类活动所导致的大气中的温室气体浓度显著升高,上面这三幅小图(图)分别是三种主要的温室气体,包括二氧化碳、甲烷和氧化亚氮,在过去的万年期间尺度上的变化情况,从这张图可以清楚地看到,自人类工业革亣命以来,也就是1750年以来,大气中的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮三种主要的温室气体浓度明显上升,超过了自然界在过去约100万年以来的最大值,温室气体浓度的升高明显和人类活动特别是化石能源的燃烧所排放的温室气体增加有密切的关系。上面左边这张图是二氧化碳的浓度,在2005年的平均浓度值是379,但是时隔三年之后,在去年11月份世界气象组织的温室气体公报披露,在2008年全球平均二氧化碳浓度已经涨到385.2,大家可以看到包括二氧化碳在内的温室气体浓度不仅没有停止增长,而且增长的速度还在逐渐加快。
科学界可以用一些科学的研究结论来证实二氧化碳浓度的增加和温度的上升之间有着必然的联系,其中一个科学概念就叫辐射强迫,它实际上可以定量地来刻画某一种自然的因素或者人为因素对气候系统能量平衡变化的影响,不管辐射强迫到底是什么意思,有一点可以记住,凡是辐射强迫是正的,正值越大,表示对气候变暖的贡献是增暖的。在这张图里面颜色是蓝的,表示辐射强迫是负值,如果负值越大对气温变暖的作用是制冷的。总体上看和人类活动有关的一些人类的活动,比如说外室气体,像二氧化碳、氧化亚氮和甲烷等等和人类活动有关的因素,对气候是一个变暖的作用。像气溶胶等等一些其他因素,它对气候主要作用是制冷的,我们把所有这些因素加起来可以看到,在1750年工业革亣命以来,所有这些因素的总的作用是增暖的,平均来说辐射强迫是正的1.2瓦/平方米,就是我们把地球表面划成一平方米一个方格,每个方格里放一个1.6瓦的灯泡,它的增暖的作用就是我们现在所有气候变化人类和自然因素的总体作用。这里面我还想强调一点,这里面的倒数第二行(图)指的是太阳辐照度的影响,根据最新的评估,它的辐射强度是1.12瓦/平方米,这是自然因素,太阳活动是一种明显的最典型的自然因素,它对气候变暖的作用实际上比人类活动的影响要小一个量级还要多。所以,我们可以通过这样一个辐射强迫的概念,能够认识到气候变暖的原因主要是由于人类活动,特别是二氧化碳等温室气体的排放所导致的。这里面还想强调,因为太阳辐射强迫,我们只有20多年的卫星直接观测,可以用一些代用资料外推,关于太阳辐射强迫的作用,关于自然强迫的作用,现在科学的不确定性还是非常大的,值得我们进一步深入研究。
我们还有其他一些数值模拟的结果,印证了气候变化主要的原因和人类活动有关。上面这幅图是我们用气候模式和自然与人类活动所有因素都考虑进去以后,模拟过去一百多年北半球全球平均的地表温度的变化,黑颜色曲线是观测的温度变化情况,红颜色是我们用模式算出来的,可以看到如果既考虑自然又考虑人为因素,可以很好地再现过去一百多年间的气候变化的情况。下面这张图是不考虑人类活动,不考虑二氧化碳等温室气体的浓度增加的影响,只考虑像太阳和火山活动这样一些自然因素模式下算出来的结果就是下面的蓝颜色,明显偏离观测。这个结论也是一个直接的证据,认为我们只有考虑人类活动了,才能够很好地解释已经发生的气候变化。其中有一段大家可以注意到,在过去五十年,也就是1950年以后,最近这五十年的变化,这两个实验差别最大的是这段时间,这也是为什么我们认为过去五十年的气候变化,主要是由于人类活动所产生的。科学最近的研究还有能力把变化的原因分析能够深入到大陆尺度,这些小图就是对不同大陆的气候变化进行原因辩识。我们可以看到和全球平均一样,只有考虑人类活动和自然因素的变化,才能把过去一百年的气候变化和大陆的变化给出一个更好的分析,同时对已经发生的气候变化,特别是过去五十年的变化,我们也只能通过考虑人类活动才能够更好地再现出来。因此,我们的结论,比如像政亣府间气候变化专门委员会第四次报告的结论就是,从1950年以来,大部分已经观测到的全球平均温度的升高很可能是由于观测到的人为温室气体浓度增加所导致的,这句话非常难以理解,但是科学性上是非常准确的。