全球变化是一个很热的话题，而且经常会与非同行进行讨论，网上这样的讨论也很多。刚看到一篇博文《莫斯科大学教授有关全球气候变化的学术报告视频》，说实话，里面的视频内容完全听不清楚，只好简单地拜读了一下文字。读完后，感觉有必要写一篇博文来表达自己的看法。其实，作为一项科学研究，非常欢迎人们质疑的声音，但有时候讨论中，发现许多质疑者对基础知识并不清楚，拿出的证据几乎是气候学家早就研究透了的话题，或者不值得深入探讨的话题，因为已有定论了。当然任何理论（包括定论）都是可能发展的，但在发展前，我们先了解之，是必要的。我作为进行这方面研究的初学者，就是从主流的观点开始理解的，本博文也算是对这种理解的一个总结，欢迎大家拍砖！但拍砖前请先读完下面的文字，并进行深入体会。

让我们先来看看主流研究对气候变化的定义：气候变化是指气候平均状态统计学意义上的巨大改变或者持续较长一段时间（典型的为10年或更长）的气候变动。真正研究气候变化的人都认为：气候变化的原因可能是自然的内部进程，或是外部强迫，或者是人为地持续对大气组成成分和土地利用的改变，这里并没有将自然的内部进程排除在外。《联合国气候变化框架公约》将“气候变化”定义为：“经过相当一段时间的观察，在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变。”也就是说，这个定义更关注人类活动的影响，但也不排除自然系统内部属性的变化。从时间上看，气候变化研究有探讨年代际、年际、年、季节、季节内以及更高频的变化，从空间上看，有局地尺度、区域尺度、大陆尺度和全球尺度。在讨论变化前，需要区分两个概念，“改变”与“变化程度/速度”，落脚到本话题，那就是“气候变化”与“气候变率”：气候变率是指经常导致一段时间内天气与气候的异常，它可以是大气内部的变率（动力学引起），也可由自然的和人类活动产生的外强迫引起，如所关注的变化发生在某一具体的特定时段，则称其为该时段内的气候变率，如涉及比较多个时代的差异，则称气候变化，我们平常所指的气候变化，都是用2005年与工业革命前后（1750年）相比较的而得出，更明确地说，是气候变暖。也就是说，气候变暖是有时间范围的，过去是一个事实，那未来会如何改变？有人认为会继续变暖，有人不同意，所以姑且称气候变化吧。

地球的气候从形成以来，一直在不断地发生着变化，几千万年～几亿的气候变化的驱动力主要是地质构造活动，包括地球轨道的变化、板块运动，火山爆发，海底的地质构造变化、沙尘等的影响，但是地质年代的气候变化总体上在时间上是缓慢的。比如，更新世地球轨道变化是影响这个时期气候变化的主要驱动力是，尽管是非常弱的强迫，但长时间尺度小强迫对气候变化的影响就不可忽略啦（顺便提一下，目前CO2等温室气体所导致的温室效应产生的辐射强迫尽管很低，但持续的作用将不可忽略）。岩石圈的运动可通过改变大气的化学成分影响地球的气候，这种就是气候变化的地质构造原因，这种变化十分重要，不仅过去和现在，今后还将继续是重要的气候变化因子。

所以，研究气候变化都在试图分析迭加在气候变暖趋势线上的冷暖异常期，这具有不同的时间尺度和空间尺度。与外强迫或温室气体增加引起全球气候变化不同，这主要是由大气的内部变率和气候系统各圈层之间的耦合变率造成，并认为本质上由大气波动的形成，传播，振荡和不稳定发展造成，不但可以通过波能的传播或波导影响所传导下游的天气气候异常，而且可以发生定常性传播，使一个地区的天气或气候异常传播到很远的地区（即大气遥相关）。在耦合强迫或人类活动产生的气候变化背景下，大气中出现大尺度静止性振荡，表现为此起彼伏地翘翘板形式的大气涛动。尽管称为波，但实际大气中的情况不是单一的简谐波，一个天气扰动是由许多不同振幅，不同频率的简谐波叠加而成，最后形成复杂的波群。比如，罗斯贝波形成或被激发，传播，振荡和不稳定发展是造成大气中天气与气候变化和异常的直接原因。如果没有外源作用，大尺度扰动终将消失，所以外源或外强迫（加热场，地形等）作用对于激发罗斯贝波是很重要的。下面的两个例子就是这种复杂的冷暖异常期的反映：1）2008年1月10-2月5日中国南方出现了罕见的低温、冰冻、雪灾，同时在欧亚地区也出现了持久性阻塞高压形势，这不断导致冷空气从西伯利亚和中亚侵入中国，造成了中国南方极端异常的天气气候条件；2）从1970年代末中国降水带发生了明显的年代际变化，夏季主要雨带由华北1950-1970年代，逐渐南移到长江流域和华南地区，根本改变了中国降水分布的格局，使北方出现了长达20多年的长期干旱。

了解气候变化的关键，是认识由人类活动和自然外强迫产生的气候变化，以及如何区分它们与气候系统内部过程造成的变化与变率之间的差别，但要区分外部影响的作用与内部气候变率并不容易，这需要根据观测资料的分析和对气候系统的物理认识。虽然有反例，但更多的证据表明：在全球尺度上，不论任何时期，任何起因，地质资料告诉我们，CO2与温度变化总是以相同的趋势演变，CO2是气候变化的一个关键驱动力。我相信《莫斯科大学教授有关全球气候变化的学术报告视频》中Klige 教授及其研究团队的发现是重要的案例，如果他的独到见解只是“地球物理因素的变化对于全球气候的变化有着决定性的影响”，那也谈不上什么独到见解。“在过去的几万年来温室气体的变化同样是很大的，但其对地球的大气温度影响则很小”这个结论其实否定了气候变化趋势的复杂性，用简谐波来替代波群。人类排放的CO2等温室气体的速度是过去任何时候都无以伦比的，因此成为地球气候变化中一个新的驱动力，如果CO2及其它温室气体的大气含量增加到400-500ppm以上，地球的平均温度至少要升高2 ℃以上，这样的过程在前几个米兰科维奇循环中已经得到了多次验证。

IPCC第三次评估报告（2001年）中说：“新的、更强的证据表明，过去50年观测到的大部分增暖“可能”归因于人类活动（66％以上可能性）”；IPCC第四次评估报告（2007年）：“人类活动“很可能”是气候变暖的主要原因（90％以上可能性）”，这是在有了一定的明确证据（以后继续讨论这个证据）后，加强了口气。因此，我个人认为，“最近50年的气候变化是由人类活动产生的”这一结论是禁得起推敲的，并不是以讹传讹的结论。

注：本博文在写作中，参考了国家气象局丁一汇老师的文字和观点，也可以算是丁老师授课内容的重新整理和汇总，特致谢！