我們賴(lài)以生存的地球是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，地球氣候系統(tǒng)是構(gòu)成這個(gè)地球系統(tǒng)的重要一環(huán)。在漫長(zhǎng)的地球歷史中，氣候始終處在不斷地變化之中。究其原因，概括起來(lái)可分成自然的氣候波動(dòng)與人類(lèi)活動(dòng)的影響兩大類(lèi)。前者包括太陽(yáng)輻射的變化、火山爆發(fā)等。后者包括人類(lèi)燃燒礦物燃料以及毀林引起的大氣中溫室氣體濃度的增加、硫化物氣溶膠濃度的變化、陸面覆蓋和土地利用的變化等。

氣候系統(tǒng)所有的能量基本上都來(lái)自太陽(yáng)，因此太陽(yáng)輻射的變化被認(rèn)為是引起氣候系統(tǒng)變化的一個(gè)外因。20世紀(jì)70年代末，衛(wèi)星觀測(cè)的應(yīng)用使得人類(lèi)可以在大氣層以外準(zhǔn)確地測(cè)量太陽(yáng)輻射輸出的變化，這才知道太陽(yáng)輻射量并不是完全不變的，特別在太陽(yáng)黑子異?；顒?dòng)的周期中存在著一定的差異。許多科學(xué)家認(rèn)為太陽(yáng)黑子數(shù)多時(shí)地球偏暖，低時(shí)地球偏冷。但太陽(yáng)輻射的變化影響氣候的機(jī)理尚不清楚，也缺乏嚴(yán)格的理論或者觀測(cè)事實(shí)支持。不過(guò)通過(guò)研究，科學(xué)家們還是發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)輻射的變化、地球軌道的變化都不是引起近代全球變暖的主要原因，同時(shí)基本排除了影響氣候變化的另一個(gè)自然因素——火山爆發(fā)是引起近百年全球變暖主要原因的可能性。

科學(xué)家們認(rèn)為，在氣候系統(tǒng)的自然變化中，最重要的方面是大氣與海洋環(huán)流的變化或者脈動(dòng)。這種環(huán)流變化是造成區(qū)域尺度氣候要素變化的主要原因大氣與海洋環(huán)流的變化有時(shí)可伴隨著陸面的變化。在年際時(shí)間尺度上，厄爾尼諾和南方濤動(dòng)（ENSO）和NAO是大氣與海洋環(huán)流變化的重要例子，它們的變化影響著大范圍甚至半球或全球尺度的天氣與氣候變化，是目前制作季、年際氣候預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)與依據(jù)。長(zhǎng)期以來(lái)世界上許多氣象學(xué)家一直致力于這方面的研究，旨在提高全球與區(qū)域的氣候預(yù)測(cè)水平。對(duì)于更長(zhǎng)的十年時(shí)間尺度，太平洋十年尺度振蕩（PDO）和相關(guān)的年代際太平洋振蕩（IPO）可以用來(lái)解釋地面氣溫全球平均變化的一半左右，它們與明顯地與地區(qū)性的溫度和降水變化有聯(lián)系。

關(guān)于人類(lèi)活動(dòng)對(duì)氣候變化的影響，有越來(lái)越多的研究表明，近百年人類(lèi)活動(dòng)加劇了氣候系統(tǒng)變化的進(jìn)程。最新發(fā)表的權(quán)威報(bào)告——聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）第四次評(píng)估報(bào)告第一工作組報(bào)告的決策者摘要指出，人類(lèi)活動(dòng)與近50年氣候變化的關(guān)聯(lián)性達(dá)到90%。

對(duì)人類(lèi)活動(dòng)增加大氣中溫室氣體的濃度可能導(dǎo)致氣候變化的研究，可以追溯到19世紀(jì)末。1896年，瑞典科學(xué)家斯萬(wàn)特．阿爾赫許多科學(xué)家陸續(xù)對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了一些研究。1957年，瑞威拉等在美國(guó)發(fā)表了一篇關(guān)于增加大氣中溫室氣體濃度可能產(chǎn)生氣候變化的論文。同年，美國(guó)夏威夷觀象臺(tái)開(kāi)始進(jìn)行二氧化碳濃度觀測(cè)，從而正式揭開(kāi)人類(lèi)研究氣候變化的序幕。

排放溫室氣體的人類(lèi)活動(dòng)有哪些？可產(chǎn)生哪些溫室氣體呢？這些溫室氣體又是怎樣影響了氣候變化呢？

排放溫室氣體的人類(lèi)活動(dòng)包括：所有的化石能源燃燒活動(dòng)排放二氧化碳。在化石能源中，煤含碳量最高，石油次之，天然氣較低；化石能源開(kāi)采過(guò)程中的煤炭瓦斯、天然氣泄漏排放二氧化碳和甲烷；水泥、石灰、化工等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程排放二氧化碳；水稻田、牛羊等反芻動(dòng)物消化過(guò)程排放甲烷；土地利用變化減少對(duì)二氧化碳的吸收；廢棄物排放甲烷和氧化亞氮。

上述那些人類(lèi)活動(dòng)所產(chǎn)生的溫室氣體主要有6種：除了二氧化碳外，目前發(fā)現(xiàn)的人類(lèi)活動(dòng)排放的溫室氣體還有甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫。對(duì)氣候變化影響最大的是二氧化碳，二氧化碳的生命期很長(zhǎng)，一旦排放到大氣中，最長(zhǎng)可生存200年時(shí)間，因而最受關(guān)注。

這些溫室氣體主要是通過(guò)溫室效應(yīng)來(lái)影響氣候變化的。何為溫室效應(yīng)？大氣中的二氧化碳等氣體，可以透過(guò)太陽(yáng)短波輻射（指吸收少），使地球表面升溫；但阻擋地球表面向宇宙空間發(fā)射長(zhǎng)波輻射（指吸收多），從而使大氣增溫。由于二氧化碳等氣體的這一作用與“溫室”的作用類(lèi)似，故稱(chēng)之為“溫室效應(yīng)”。

工業(yè)化革命以前，大氣中的二氧化碳等氣體造成的“溫室效應(yīng)”使得地球表面平均溫度由-18℃上升到當(dāng)今自然生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)已適應(yīng)的15℃。一旦大氣中的溫室氣體濃度繼續(xù)增加，進(jìn)一步阻擋了地球向宇宙空間發(fā)射的長(zhǎng)波輻射，為維持輻射平衡，地面必將增溫，以增大長(zhǎng)波輻射量。地面溫度增加后，水汽將增加（增加大氣對(duì)地面長(zhǎng)波輻射的吸收），冰雪將融化（減少地面對(duì)太陽(yáng)短波的反射），又使地表進(jìn)一步增溫，即形成正反饋使全球變暖更顯著。