全球氣候變化中的物理問題

丁一匯

摘要全球氣候變化是一個復(fù)雜的科學(xué)問題，它涉及到氣候系統(tǒng)或地球系統(tǒng)的變化，不但需要考慮它們所包含的這些系統(tǒng)內(nèi)各部分本身的變化，以及它們之間復(fù)雜的相互作用，而且還需考慮物理與地球生物化學(xué)等許多過程，文章主要討論全球氣候變化中的物理問題，主要有三個方面：(1)輻射傳輸和全球輻射平衡：不論是由于自然的原因或人類活動(如太陽活動與火山爆發(fā)以及溫室氣體排放增加導(dǎo)致的溫室效應(yīng)加強(qiáng))一旦破壞全球的輻射平衡，則會引起氣候變化，這是氣候變化的主要原因與驅(qū)動力；(2)大氣波動和氣候變化的內(nèi)部變率：除上述外強(qiáng)迫的作用外，氣候變化還可由氣候系統(tǒng)內(nèi)部的變率引起，這包括大氣內(nèi)部變率和耦合氣候變率，它們主要是通過產(chǎn)生各種大氣的波動而實現(xiàn)的，其中最重要的是羅斯貝(Rossby)波，它們的傳播和不穩(wěn)定發(fā)展是造成氣候變化的另一個原因；(3)氣候系統(tǒng)的混沌性質(zhì)和可預(yù)報性：數(shù)值預(yù)報模式的預(yù)報結(jié)果對初始場很敏感，即初始場的微小誤差可導(dǎo)致完全不同的預(yù)報結(jié)果，同時模式中物理過程描述的真實程度也影響預(yù)報的結(jié)果，大氣的這種混沌性質(zhì)限制了天氣的可預(yù)報性在2周以內(nèi)，但氣候預(yù)測由于明顯受外強(qiáng)迫的作用，可使大氣的混沌時效延長到月、季、年、幾十年甚至上百年，為了減少由初始場誤差和模式不完善而造成的預(yù)報誤差，目前氣候預(yù)報是采用多初值和多模式的集合預(yù)報方法，因而氣候預(yù)測實際上是一種概率預(yù)報，

關(guān)鍵詞氣候變化，物理問題，輻射平衡，可預(yù)報性