全球变暖定量分析及未来全球平均气温变化预测

摘要

本文通过研究全球变暖与辐射强迫之间的定量关系，建立了一个简单的线性关系模型，并以此对未来近50年的全球平均气温变化进行了预测。 在前言部分，本文对自工业革命以来全球的气候变化概况做了一个简要的论述，认为在过去的40年里，全球地表一对流层系统已经明显升温。 第一章对国内外关于全球变暖的文献进行了详细的综述。首先详细介绍了辐射强迫的概念，归纳了关于辐射强迫的一些基本原理；然后对热辐射以及地球能量收支模型进行了一个简要的概述。在对可能引起全球气候变化的各个自然的和人为的主要因素，包括太阳辐射、温室气体、土地利用类型、冰层融化和冻土解冻、气溶胶和包括火山爆发等在内的其他自然因素的研究进行全面的综述后，认为温室气体、冰层融化和冻土解冻等将产生正的辐射强迫效应；土地利用类型的改变、气溶胶等将产生负的辐射强迫效应；太阳辐射呈11年的周期性变化，各个周期内和周期间变化都不大；其他自然因素或者因为产生的强迫太小，或者因为难以预测而不做详细的分析。最后概述了全球气候变化可能带来的后果。 第二章主要介绍了本次研究的内容和方法。本文主要考虑了太阳辐射、温室气体、地球反射率变化、燃料燃烧、气溶胶、以及地球自身的长波辐射等因素，通过查阅相关的权威官方数据，通过不同的方法统一换算成相对于1880年的辐射强迫，进一步计算全球年均净辐射强迫。通过分析全球年净辐射强迫变化与全球平均气温的变化的关系，拟合两者之间的关系式，建立定量关系模型：并通过改模型来预测至2050年全球气温可能升高的幅度。 第三章对1880-2000年间全球平均气温和引起全球气候变化的各个因素的数据进行分析，绘制各因素的变化曲线图；在把各因素折算成辐射强迫后绘制年均辐射强迫变化曲线图；综合这些因素的年均辐射强迫变化得到全球年均净辐射强迫变化。通过分析1885-1955年全球平均气温变化和全球年均净辐射强迫变化的关系，拟合得一个简单的线性关系模型。该模型表明，单位年均净辐射强迫将引起约0.72℃的全球增温。 第四章通过利用第三章获得的线性模型模拟1956-2000年的全球平均气温变化，并与实际观测值进行比较，对模型进行校正和优化。优化后的模型表明，单位年均净辐射强迫将引起约0.67℃的全球增温。 第五章主要利用优化后的模型对未来的气候进行预测。根据各个影响全球气候变化的因素的变化趋势预测，模拟未来全球气温的变化趋势。模拟结果显示，到2050年，全球平均气温很可能将比当前平均气温升高0.6℃。 第六章主要针对模型的建立原理对其优缺点进行了讨论；并认为如果考虑正反馈效应，在未来近50年时间内，全球变暖的趋势可能会比预测更高一些。

目录

文摘

英文文摘

声明

0前言

1文献综述

1.1全球气候变暖概况

1.2辐射强迫

1.3地球长波辐射

1.3.1热辐射

1.3.2黑体辐射与发射率

1.3.3地球表面平均温度估算

1.4地球能量收支模型

1.5可能引起气候变化的因素

1.5.1太阳总辐射变化

1.5.2温室气体

1.5.3土地利用类型变化

1.5.4冰层融化和冻土解冻

1.5.5气溶胶

1.5.6其他自然因素

1.6气候变暖带来的后果

2研究内容与方法

2.1研究内容

2.2研究方法

3辐射强迫与全球平均气温的关系

3.1全球平均气温变化

3.2辐射强迫与气温变化的关系

3.2.1太阳辐射强迫变化

3.2.2温室气体浓度变化

3.2.3地球反射率变化

3.2.4全球气候与燃料燃烧的关系分析

3.2.5全球气候与气溶胶的关系分析

3.2.6地球长波辐射变化

3.2.7全球净辐射变化

4模型检验

5全球气温变化预测

5.1各辐射强迫变化预测

5.1.1温室气体

5.1.2地球反射率

5.1.3燃料消费产生的直接强迫

5.1.4气溶胶

5.1.5太阳辐射

5.1.6辅助净辐射强迫

5.2全球气温变化预测结果

结论

参考文献

附表

致谢

附录