第一工作组科学基础

B.2 观测到的降水和大气湿度变化

　　自第二次评估报告以来，除东亚外北半球中高纬度陆地年降水量继续增加（很可能，0.5至1%/十年）。在副热带地区（10°N至30°N），平均而言陆地-地表降水下降（可能约为0.3%/十年），尽管已有信号显示近几年有恢复的迹象。热带陆地表面降水测量表明在20世纪降水可能增加了约0.2-0.3%/十年，但是过去几十年增加不是很明显，10°N至10°S热带地区（相对海洋）的数值相对较小。不用说，降水直接测量和模式降水估算再分析都表明在热带海洋大部分地区降水都增加了。在某些有资料的地方和时段，径流的年变化与总降水的变化有着很好的联系。北半球中高纬度陆地降水的增加与总云量的长期增加有很强的相关性。与北半球相比，南半球就大范围纬度平均分布来讲可比较的系统性降水变化没有被检测到。

　　在北半球多数地区大气总水汽含量可能每十年增加了几个百分点。利用固定地点地面观测以及卫星和天气气球得到的对流层低层测量结果，对某些选择地区以往25年时间里的水汽变化作了分析。尽管会存在资料的时间连续性偏差和趋势的区域变化，过去几十年大多数可靠的数据集资料表明总体的地面和对流层低层水汽增加情况出现。自有观测数据记录（1980年）以来，平流层低层水汽也可能每十年增加了约10%。

　　北半球中-高纬度大陆地区总云量的变化表明20世纪开始以来云覆盖的可能增加约为2%，现在已证实这与同期温度的下降有正相关。对澳大利亚，南半球大陆唯一完成的分析也得到了类似的变化。副热带和热带陆地地区以及海洋上空的总云量变化尚不确定。

B.3 观测到的雪盖和陆-海冰范围变化

　　雪盖和陆冰范围的减少与陆地表面温度的升高有正相关关系。卫星资料表明自20世纪60年代后期以来雪盖的范围很可能减少了约10%，北半球陆地温度的升高与雪盖的减少有很高的相关。现在有充足的证据支持高山和陆地冰川响应20世纪增暖引起的大量撤退。在一些海洋地区，由于区域大气环流的变化引起的降水增加掩盖了过去二十年温度的升高和冰川的重新推进。过去100到150年，地面观测表明在北半球中-高纬度每年湖冰、河冰持续时间很可能大约缩短了约2个星期。

　　北半球海冰量减少了，但是南极海冰范围显著变化趋势不明显。20世纪50年代以来北极春夏海冰范围缩小了10-15%，这与春季温度的升高和一定程度上高纬度夏季温度的升高都是一致的，在冬季温度升高的区域，北极海冰范围没有减少的征兆。相比较，1973年来南极温度和海冰范围的年代际变化没有明显的关系，在20世纪70年代中期稍微减少后，南极海冰范围保持稳定，甚至稍微增加了。

图6: 利用北欧、荷兰的阿姆斯特丹、法国的布勒斯特、英国的切尔内斯、瑞典的斯德哥尔摩（在1774-1873年的曲线消除了趋势，以去除冰后期反弹的一级贡献），波兰的斯万欧金（前德国Swinemunde）以及英国的利物浦资料。利物浦资料是“调整过的平均高水”资料而不是平均海平面资料，其中有一段间隔期（18.6年），刻度指示为 ±100 毫米。[根据图11.7]

　　新的数据表明在1958-1976年和20世纪90年代中期的夏末秋初北极海冰厚度有可能减少了40%，在冬季减少得更少。相对短的数据记录长度和不完整的采样限制了对这些数据的解释，年际的变化和年代际的变化可能是影响这些变化的原因。

B.4 观测到的海平面变化

在仪器记录阶段的变化

　　根据潮汐测量数据，20世纪全球平均海平面的升高速度在1.0-2.0毫米/年范围内，中心值为1.5毫米/年（中心值不应该作为最好的估算值来解释）。（见注释框2关于影响海平面的要素）如图6所示，最长（最多200一300年）的区域海平面仪器记录值来自潮汐测量，基于较少的长期潮汐测量数据，20世纪海平面上升的平均速度大于19世纪的速度。没有检测到20世纪明显的海平面加速升高现象。由于订正因子的可能影响和数据的有限，与模式结果并不吻合。

有仪器记录前的变化

　　自最多大约20000年前上一次冰期以来，海平面的位置与现在的大不相同，由于大团冰原的消失，先前的冰原使海平面升高了120米以上。在大团冰原转变为海洋时，也会导致垂直大陆运动，既有上升运动，也有下降运动。全球海平面最快的上升发生在15,000到6,000年前间，平均速度大约为10毫米/年。利用地质数据，海平面升降变化（如相应的海洋容量变化）在过去6,000年平均上升速度为0.5毫米/年，在过去3,000年速度达到了0.1-0.2毫米/年。这个速度大约为20世纪发生速度的1/10，在过去3,000-5,000年，全球海平面在100-1,000时间尺度的振荡没有超过0.3-0.5米。

框2: 什么引起海平面的变化？

　　海岸线的海平面变化决定于全球环境的诸多要素，它们在大范围的时间尺度上起作用，从数小时（潮水）到百万年（由于大地构造和沉积物引起的海盆变化），在几十年到几百年的时间尺度内，对平均海平面大的影响与气候和气候变化过程有关。

　　首先，海水变暖时，它就会膨胀。在海温观测和模式结果基础上，热膨胀被认为是引起历史上海平面变化的最主要原因之一，而且热膨胀也被认为是未来几百年海平面升高的最主要原因。但深海的温度变化较慢，因此即使大气温室气体浓度稳定了，热膨胀还将持续几百年。

　　海水增暖值和影响水深随区域而变化。而在给定的温度变化下，暖水的膨胀比冷水的大。由于热膨胀的地理差异、盐度、风场和海洋环流的变化，海平面变化也具有地理分布特点。与全球平均海平面升高相比，区域变化的程度很大。

　　当海洋中水的质量增加或减少时，海平面也会变化。当海水与存储在陆地的水进行交换时，这种现象就会发生。主要的陆地存储是冻结在冰川或冰原的水。事实上，上一次冰期造成的海平面较低的主要原因是存储在北半球大陆原大量扩展引起水量的变化。热膨胀之后，由地冰川和冰盖的融化会对未来数百年的海平面升高造成较大的贡献。这些冰川和冰盖只占世界陆冰面积的百分之几，但是它们对气候变化的敏感程度比格陵兰和南极大的冰原大得多，这是由于在较冷的气候下，冰原具有较低的降水和融化率。因此，确信较大的冰原对未来几十年海平面的变化只具有较小的净贡献。

　　海平面也受到与气候变化不是明显有关的过程的影响。陆地水的存储（以及海平面）会因地上水的枯竭、水库建设、地表径流的变化以及由于水库和灌溉渗入深蓄水层而改变。这些因素都可能会影响到由于热膨胀和冰川融化引起的海平面上升程度。另外，河流三角洲地区海岸带的下沉也会影响区域海平面。由于自然地质过程引起的垂直大陆运动，如地幔的缓慢运动和地壳的大地构造移动会对局地海平面产生影响，这种影响与气候有关的影响差不多。最后，对季节的、年际的和年代际时间尺度，海平面的变化受到大气和海洋动力变化影响，最有力的一个例子就是厄尔尼诺事件。