气瓶采样（5米距地高度）
在线连续（80米距地高度）
383pp m
375
CO2 月平均浓度 (ppm)
370
365
360
355
中国气象局-中国气象科学研究院
350
美国 NOAA CMDL CCGG
提供数据（Preliminary）
345
年
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
地球气候的演变与 近百年气候变化
目录
1、地质年代的气候变化的特征与主要驱动力 2、人类活动影响现代全球气候的证据 3、不同时间尺度地球气候演变的比较
• 地球的气候不断地在变化着，但地质年代的气 候变化总体上在时间上是缓慢的，而现代气候 变化是快速的，它比地质年代的气候变化速率 一般要快1千到1万倍。这种变化速度是空前的， 并且二氧化碳与温度变化总是以相同的趋势在 演变。二氧化碳是气候变化的一个关键驱动力。
南极Law Dome冰芯资料显示的近1000年大气CO2浓度
36 0
34
CO 0
2
度浓
32
(ppmv)0
30 0
28 0
100
120
140
160
180
200 年
0
0
0
0
0
0
工业化（1750年）以来，大气中温室气体明显增加。
（IPCC，2001）
38 0
37 0
36 0
C
35 0
浓O2 度
34 0
CO2浓度以1.8ppmv/年 的速率增长，而过去50年平均仅为1ppmv/
年。
（IPCC，2001）
中国气象局-瓦里关全球大气本底站（36°17’N，100°54’E，3816m asl） 大气 CO2 浓度测量结果（One of the 22 GAW Global Stations ）
385
380
CO2浓度2004年已高年达383ppmv。
证据二
1979-2005年地表（上左）， 对流层（上右）线性全球温度 趋势分布。下图是年全球平均 温度曲线（点）。 红线是线性趋势（18502005）。仪器观测头70年 （1850-1919）到最近5年 （2001-2005）的温度变化 为0.78±0.18℃
Present Day
地质年代的CO2含量有时比现在高得多，地 球的气候比现在暖吗？
回答是肯定的。从地球大气逐渐形成到1亿年前 的地质年代是高CO2时期，CO2浓度很高，可以达 到3000～7000 ppmv。那时，地球上的气候是很 暖的。
但是在1亿年（100Ma年）前，有三次大冰河期，分别发生在22-24 亿年前（氧上升期），6-7.5亿年前和2.8亿年前（古生代二叠纪大冰 期）。那时海洋完全被冰封，通过冰—反照率反馈机制，最后全球冰封， 进入雪球阶段。以后通过大陆漂移，板块碰撞，使地壳变形，同时又有 火山爆发作用，使CO2排放入大气。由于没有碳汇（全球冰封），大气 中CO2浓度增加，最终由CO2产生的温室效应和风吹降尘产生的冰盖变 黑（减少反照率）使地表温度上升到一临界值，首先使热带冰层融化， 一旦这个过程开始，则通过冰—反照率反馈机制使增暖增强并扩展到全 球。最后使整个地球进入无冰的水球状态，此即雪球——水球轮回时期。 1亿年前左右，板块运动减慢，地球上的气候由不稳定状态进入稳定状态。
由上可见：（1）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；（2）人 类排放的CO2是地球气候变化中近代产生的一个新 的驱动力；（3）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。因而从地质年代CO2与温度长期 记录看，现代全球气候变暖是非常值得关注的。它 可能逐渐地向地质年代晚期的气候状态演变。
近万年来全球和中国温度变化
（朝仓正, 1991）
近万年来，全球地表温度波动的幅度为2-3℃，共经历了 三次暖期：即气候最宜期（距今8000-3500年）、中世纪温暖 期（公元10-13世纪）以及近代暖期（20世纪中后期至今）。
2、人类活动影响现代全球 气候的证据
证据一
过去10000年大气CO2， CH4，N2O的变化。由冰 芯和大气测量组合得到。
6500万年时白垩纪结束，温暖的气候结束（那时CO2比 今天高一个量级；热带到处是恐龙和葱绿植物） 。
此后，地球气候总趋势是不断变冷。到更新世（250万 年），气候十分寒冷。一个值得注意的事件是发生在始新世 （5500万年前）的气候极暖期，它是突然来到的（1万年量 级，延续10万年），所释放的碳与21世纪预测释放的量相 近。高纬增暖20 ℃ 左右。在6000万年以来的气候变冷期， 总体上，温度比今天要暖，CO2浓度比今天高，如在330300万年时（上新世）温度比工业化前高2-3 ℃，CO2浓度 为360-400ppmv。海平面高度比今天高15-25米。以后温 度和CO2浓度主要由冰芯获取，揭示了10万年周期的冰期间冰期循环，即米兰科维奇气候循环。
• 近百年的现代气候变化是由自然的气候波动与 人类活动共同造成，而近50年的全球变暖主要 是由人类活动造成。有三个证据可以支持这个 结论。这种科学的共识导致了国际上政治层面 的重大决策，即制定了联合国气候变化框架公 约与京都议定书。
1、地质年代的气候变化的特 征与主要驱动力
4亿年来大陆冰
பைடு நூலகம்
期的CO2的变化
(ppm
v) 33
0
夏威夷Mauna Loa观象 台
测量的大气CO2浓度变 化
379 ppmv
32
0
( updated from Keeling and Whorf,
31
2004 )
0
196
0
197 0
198 0
199 0
200 0
年
2003年5月已达到379ppmv (百万分之一体积)。过去10年中大气
地
质
年
代
7000万年以来深
气
海18O同位素记录
候
（温度）
的
变
化
6500万年以来CO2 的详细演变
IPCC,2007
新生代（6500万年-现在）
新生代（6500万年-现在） Cenozoic Era
65 Million Years Ago
Global Climate Forcings External (solar irradiance): +1 W/m2 Surface (continent locations): <1 W/m2 Atmosphere (CO2 changes): > 10 W/m2