F.3 未来温度变化的预测
AOGCM的结果
图20: SRESA2情景（上图）温度的年平均变化（彩影）及其年均变化范围（等值线）和SRESB2情景（下图）的相应温度年均温度变化及其范围（单位：°C）。两个SRES情景都给了2071-2100年期间与1961-1990年期间的关系，都是由AOGCM来完成的。[根据图9.10d和9.10e]
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图21: 关于区域性相对变暖的模式间一致性分析（这里的变暖是相对于每一个模式的全球平均变暖）。图中所示的区域划分遵照以下的原则 ：变暖幅度超过全球平均40%（极度变暖）；变暖大于全球平均（高于平均变暖）；变暖幅度小于全球平均（低于平均变暖）；或者模式间关于区域性的相对变暖幅度不一致（变暖幅度不一致）；当然也包括变冷的类型（从未发生）。这里的一致性结果是指9个模式中至少有7个模式结果一致。所用模式模拟出的全球年平均增暖幅度为：A2情景1.2°C-4.5°C，B2情景0.9°C-3.4°C。因此，区域性的40%的增幅表示增暖范围为：A2情景1.7°C-6.3°C，B2情景1.3°C-4.7°C。[根据第10章，方框1，图1] |
图22:简单模式结果：（a）使用一个简单气候模式，经许多具有各种气候敏感性的复杂模式对比调试，预测出的在6种示例性SRES排放情景下的全球平均温度。为了比较，运用同样的方法计算了IS92a的情景。较暗的阴影表示，在使用平均模拟结果（平均气候敏感率为2.8°C）情况下35种SRES情景的全部预测结果。较轻的阴影表示，所有7个模式的预测结果（气候敏感率为1.7-4.2°C）。竖线表示，在6种示例性SRES情景下，通过7个AOGCM模式调试后，简单模式2100年预测值的变化范围。（b）除使用人类活动强迫历史资料外，其它与（a）一致。[根据图9.14和9.13b]
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气候敏感性可能处在1.5°C-4.5°C范围内。与1990年IPCC第一次评估报告及第二次评估报告相比，该估算没有发生变化。气候敏感性是指在CO2浓度加倍的情况下全球表面温度的平衡响应。由于气候模式及其内在反馈机制的不确定性，尤其是与云相关过程的反馈机制的不确定性，致使估算出的范围往往偏大。IPCC本次评估报告中第一次使用瞬时气候响应（TCR）。TCR定义为在CO2浓度加倍时间范围内以1%/年速度增加的试验中，全球平均地表温度所发生的变化。假定这种二氧化碳浓度升高速率反映了所有温室气体的辐射强迫。TXR综合了模式敏感性各种要素及影响响应的因子（例如海洋的热吸收）。目前AOGCM使用的TCR范围为1.1°C-3.1°C。
模式中引入硫酸盐气溶胶的直接效应，将减缓21世纪中叶全球平均增暖的幅度。与两个模式对同一强迫的响应方式相比，对于一个给定的模式，在有无硫酸盐气溶胶影响的两种情况下，其地表温度的响应方式更为相似。
模式推算出几个大尺度气候变量的变化。由于气候系统辐射强迫的变化，陆地增暖速度和幅度大于海洋，并且在高纬度地区出现强的相对变暖。根据模式推算，在北大西洋和环南极海域，相对于全球平均来说，出现较小的地表气温升高；在许多地区，气温的日变化范围缩小，夜间最低温度的增加大于白天最高温度的增加。许多模式表明，在北半球陆地，冬季地表气温日变化总的来说减小，而夏季日变化增大。由于气候变暖，推算结果显示冰雪覆盖和海冰的范围将缩小。所有这些变化与近年来的观测趋势一致。正如B章节所述。
将AOGCM对一系列情景进行的多模式集合预报用于量化平均气候变化和模式模拟结果的不确定性。到21世纪末（2071-2100年），全球平均表面气温的平均变化，相对于1961-1990年，对A2标示性情景草案为3.0°C(1.3°C-4.5°C)，对B2标示性情景草案为
2.2°C(0.9°C-3.4°C)。与其低CO2浓度增长率相一致，B2情景下模拟出一个较小的变暖趋势。
对于几十年的时间尺度，尽管在气候敏感性方面存在不确定性，目前观测到的增暖率可以用来约束既定排放情景下推算出的响应。通过对简单模式的分析以及AOGCM模式对理想化的强迫情景响应的比对，发现未来几十年对大多数排放情景来说，大尺度温度预测的误差可能会随总体响应幅度的升高而相应地升高。当前所观测到且归因于人类影响的增暖速率及其不确定性，在大多数情景下，为数十年预测提供了与模式相对无关的不确定性估算量。为了与近年来的观测事实相符，在IS92a情景下，未来几十年人为增暖的幅度可能位于0.1°C-0.2°C/十年之间。这个结论很类似于图22中所示的在此情景下七个简单模式模拟出的响应范围。
在SRES情景试验中，对不同情景地理响应特征大部分都是类似的（见图20），理想化的1%CO2浓度增加积分试验也具有类似的特征。1%CO2浓度增加试验，此试验不含硫酸气溶胶，与SRES试验最大的差异在于，SRES试验中工业化地区硫酸盐气溶胶的负强迫最大，变暖呈现区域性缓和。在第二次评估报告中只有两个模式提及这种区域效应，但现在的大多数模式都能模拟反映出该效应。
同全球平均相比，很有可能几乎所有的陆地将会更加迅速地增暖，尤其在北半球高纬度的冬季更是如此。目前，由SRESA2和B2排放情景驱动的AOGCM模式的模拟结果（见图21）表明，对于每一个模式，模拟出的冬季所有高纬度北部地区的增暖幅度均超过全球平均增暖率40%以上（所考虑的模式和情景范围为1.3°C-6.3°C）；在夏季，中亚和北亚增暖速率超过全于平均速率的40%，只是在南亚、南美洲南部的6/7/8月份期间，东南亚两个季节，模式模拟结果一致显示其增暖速率低于全球平均。
简单气候模式模拟结果
受计算费用的制约，AOGCM只能在一定数量的情景下运行：经过调试和校准，一个简单模式可体现出全球平均的AOGCM响应，这样可以在大多数情景下进行模拟运行。
在1990-2100年期间，全球平均地表温度预计升高1.4到5.8°C（图22(a)）。这些结果涵盖是在所有35个SRES情景下得到的并基于许多气候模式得出的。6，7
预计的温度升高要比SAR的预测值大，SAR根据6个IS92情景计算得出的范围大约是1.0-3.5°C。预测的温度较高且变化范围较大主要是因为SRES情景与IS92相比降低了SO2的排放。根据古气候资料，预计的变暖速率比20世纪已观测的变化大得多，并且很可能至少在过去10000年间也没有过这样的先例。
以全球平均温度变化作指标。SRES情景的相对排序会随时间而变化。尤其是对于较高化石燃烧利用的情景（既高CO2排放量，例如A2），SO2排放量也很高。短期内（大约到2050年），情景（例如A2）中高的SO2排放量显著减缓了因温室气体排放增加而引起的变暖。在情景B1和B2中，可看出相反的作用，情景中既降低了化石燃料的排放量，也降低了SO2的排放量，却导致了近期的大幅度变暖。从长期来看，生命期长的温室气体如CO2和N2O，它们的排放水平是最终气候变化的主要决定因子。
到2100年，SRES情景排放量的差别和不同的气候模式响应对全球温度变化的不确定性具有大致相同的影响。辐射强迫的不确定性导致更多的不确定性出现。其中最大的辐射强迫不确定性是由硫酸盐气溶胶引起的。
