政府間氣候變化專門委員會第五次評估報告第一工作組的報告是對氣候變化的自然科學基礎作的一個 綜合評估。報告以2007年IPCC第四次評估報告第一工作 組的報告為基礎，並結合了其後發布的“管理極端事件和 災害風險推進氣候變化適應特別報告”，以及發表在大量科學和技術文獻中的研究新發現。
基本介紹
- 中文名：政府間氣候變化專門委員會第五次評估報告
- 外文名：IPCC Fifth Assessment Report
- 發表時間：2014
- 發表機構：政府間氣候變化專門委員會
決策者摘要,氣候系統變化,驅動因子,
決策者摘要
在本《決策者摘要》中，使用下列術語描述證據的可獲得性：有限、中等，或確鑿；對於證據的一致性使用：低、中等或高。用五個限定詞表述信度水平：很低、低、中等、高和很高，並用斜體字標出，如：中等信度。對於某一給定的證據和一致性的陳述，可以賦予不同的信度水平，但隨著證據增多、一致性程度提高，相應的信度也增加。
在本《決策者摘要》中，使用下列術語來評估某一成果或結果的可能性：幾乎確定的機率為99–100%、很可能的機率為90–100%、可能的機率為66–100%、或許可能的機率為33–66%、不可能的機率為0–33%、很不可能的機率為0–10%、幾乎不可能的機率為0–1%。還可酌情使用其它術語（極可能的機率為95–100%、多半可能的機率為>50–100%，以及極不可能的機率為0–5%）。
氣候系統變化
氣候系統的觀測基於直接測量和衛星及其它平台的遙感手段。器測時代對全球尺度溫度和其它變數的觀測始於19世紀中葉，1950年以來的觀測更為全面和豐富。古氣候重建可使一些記錄延伸到幾百年乃至幾百萬年前。以上信息提供了有關大氣、海洋、冰凍圈和地表的變率和長期變化的綜合視角。
大氣
過去三個十年的地表已連續偏暖於1850年以來的任何一個十年。在北半球，1983-2012年可能是過去1400年中最暖的30年（中等信度）。全球平均陸地和海洋表面溫度的線性趨勢計算結果表明，在1880-2012年期間（存在多套獨立製作的數據集）溫度升高了0.85[0.65至1.06]°C。基於現有的一個單一最長數據集，1850-1900年時期和2003-2012年時期的平均溫度之間的總升溫幅度為0.78 [0.72至0.85]°C。
在有足夠完整的資料以計算區域趨勢的最長時期內（1901-2012年），全球幾乎所有地區都經歷了地表增暖。除了存在確鑿的多年代際變暖外，全球地表平均溫度還表現出明顯的年代際和年際變化。由於自然變率，選取不同的起止期，對短期記錄趨勢的計算是非常敏感的，而且一般不能反映長期氣候趨勢。例如，始於強厄爾尼諾事件的過去15年間的升溫速率（1998-2012年；每十年溫度升高0.05°C）小於1951年以來的升溫速率（1951-2012年；每十年溫度升高0.12°C）
大陸尺度的地表溫度重建表明：具有高信度的是，在中世紀氣候異常期（950至1250年）中的多個年代內一些區域的溫暖程度與20世紀後期相當，但是這些區域性暖期並沒有像20世紀後期的變暖那樣出現區域一致性（高信度）。
幾乎確定的是，自20世紀中葉以來，在全球範圍內對流層已變暖。更完整的觀測使北半球熱帶以外地區的對流層溫度變化的估算值比其它地區具有更高的信度。北半球熱帶以外對流層的變暖速率及其垂直結構變化具有中等信度，而在其它地區只具有低信度。
1901年以來，全球陸地區域平均降水變化在1951年之前為低信度，之後為中等信度。1901年以來，北半球中緯度陸地區域平均降水已增加（在1951年之前為中等信度，之後為高信度）。對於其它緯度，區域平均降水的增加或減少的長期趨勢只具有低信度。
約自1950年以來，已觀測到了許多極端天氣和氣候事件的變化（詳見表SPM.1）。很可能的是，在全球尺度上冷晝和冷夜的天數已減少，而暖晝和暖夜的天數已增加6。在歐洲、亞洲和澳大利亞的大部分地區，熱浪的發生頻率可能已增加。與降水減少的區域相比，更多陸地區域出現強降水事件的數量可能已增加。在北美洲和歐洲，強降水事件的頻率或強度可能均已增加。在其它各洲，強降水事件變化的信度最高為中等。
海洋
海洋變暖在氣候系統儲存能量的增加中占主導地位，1971-2010年間累積能量的90%以上可由此加以解釋（高信度）。幾乎確定的是，1971-2010年，海洋上層（0-700米）已經變暖；19世紀70年代至1971年間，海洋上層可能已變暖。
1957-2009年間，海洋在700米和2000米深度之間可能已經變暖。1992-2005年期間，已有充分的觀測可用於評估全球2000米以下海水溫度的變化。在此期間，可能的是，2000-3000米之間的海洋沒有觀測到顯著的溫度趨勢。在這一時期，從3000米至洋底海洋可能已經變暖，在南大洋觀測到的海水溫度升幅最大。
在觀測數據相對充足的1971-2010年這40年間，氣候系統增加的淨能量中有60%以上儲存在海洋上層（0–700米），另有大約30%儲存在700米以下。通過線性趨勢估算，在此時期，海洋上層的熱含量可能增加了17 x 1022焦耳。
多半可能的是，與1993-2002年相比，2003-2010年間海洋上層（0–700米）熱含量的增速較為緩慢。1993-2009年間，在年際變率較小的700-2000米深處，海洋吸收的熱量可能沒有減少。
很可能的是，自20世紀50年代以來，以蒸發為主的高鹽度海區的海水已變得更鹹，而以降水為主的低鹽度海區的海水已變得更淡。這些區域性海洋鹽度的變化趨勢間接表明，海洋表面的蒸發和降水已發生變化（中等信度）。
根據完整的大西洋經向翻轉環流（AMOC）十年期記錄和有關AMOC各分量的更長記錄，尚無觀測證據表明AMOC出現變化趨勢。
冰凍圈
過去20年以來，格陵蘭冰蓋和南極冰蓋的冰量一直在損失，全球範圍內的冰川幾乎都在繼續退縮，北極海冰和北半球春季積雪範圍在繼續縮小（高信度）。
在1971-2009年間，全世界冰川的冰量損失平均速率（不包括冰蓋外圍的冰川）很可能是每年226Gt，在1993-2009年間很可能是每年275Gt。
南極冰蓋的冰量損失平均速率可能從1992-2001年間的每年30Gt增至2002-2011年間的每年147Gt。具有很高信度的是，這些冰量損失主要發生在南極半島北部和南極西部的阿蒙森海區。
1979-2012年間北極年均海冰範圍在縮小，縮小速率很可能是在每十年3.5%至4.1%的範圍內(每十年0.45至0.51百萬平方公里的範圍)，夏季最低海冰範圍（多年海冰）很可能每十年縮小9.4%-13.6%（每十年0.73至1.07百萬平方公里的範圍）。北極海冰每十年平均範圍的平均減少速度在夏季最高（高信度）；1979年以來連續的各個十年，每個季節北極海凍的空間範圍都在縮小（高信度）。根據資料重建，具有中等信度的是，過去30年間，北極夏季海冰範圍退縮史無前例，北極海表溫度至少在過去1450年來異常偏高。
在1979-2012年期間南極年均海冰範圍很可能以每十年1.2%至1.8%區間（每十年0.13至0.20百萬平方公里範圍）的速度增加。具有高信度的是，這一速率存在很大的區域差異，有些區域在增加，有些區域在減小。
具有很高信度的是，自20世紀中葉以來，北半球積雪範圍已縮小。在1967-2012年時期，北半球三月和四月份平均積雪範圍每十年縮小1.6%，六月份每十年縮小11.7%。在此期間，北半球積雪範圍在任何月份都沒有顯現具有統計意義的顯著增加。
具有高信度的是，自20世紀80年代初以來，大多數地區多年凍土溫度已升高。在阿拉斯加北部一些地區，觀測到的升溫幅度達到3°C（20世紀80年代早期至21世紀00年代中期），俄羅斯的歐洲北部地區達到2°C（1971-2010年）。在俄羅斯的歐洲北部地區，1975-2005年期間已觀測到多年凍土層厚度和範圍的大幅減少（中等信度）。多重證據表明，自二十世紀中葉以來北極出現了大幅度增暖。
海平面
19世紀中葉以來的海平面上升速率比過去兩千年來的平均速率高（高信度）。1901-2010年期間，全球平均海平面上升了0.19米。
海平面的代用數據和器測數據表明，在19世紀末至20世紀初出現了海平面從過去兩千年相對較低的平均上升速率向更高的上升速率的轉變（高信度）。可能的是，20世紀初以來，全球平均海平面上升速率不斷加快。
很可能的是，全球平均海平面上升速率在1901-2010年間的平均值為每年1.7毫米，1971-2010年間為每年2.0 毫米，1993-2010年間為每年3.2毫米。對於後一個時期海平面上升速率較高的問題，驗潮儀和衛星高度計的資料是一致的。1920-1950年間可能也出現了類似的高速率。
二十世紀七十年代初以來，觀測到的全球平均海平面上升的75%可以由冰川冰量損失和因變暖導致的海洋熱膨脹來解釋（高信度）。具有高信度的是，1993-2010年間全球平均海平面上升與觀測到的海洋熱膨脹（每年1.1 毫米）、冰川（每年0.76毫米]）、格陵蘭冰蓋（每年0.33毫米）、南極冰蓋（每年0.27毫米）以及陸地水儲量變化（每年0.38[0.26至0.49] 毫米）的總貢獻一致。這一總貢獻為每年2.8毫米。
具有很高信度的是，末次間冰期（距今約12.9萬年至11.6萬年間）的幾千年中，全球平均海平面的最大值至少比當前高5米；具有高信度的是，那一時期的海平面沒有高於當前的海平面10米。在末次間冰期，格陵蘭冰蓋對海平面上升的貢獻很可能在1.4到4.3米之間，這意味著南極冰蓋也對全球海平面上升做出了額外貢獻（中等信度）。海平面的這種變化是在不同的軌道強迫，以及高緯度幾千年平均的地表溫度比目前至少高出2°C的背景下出現的(高信度)。
碳和其它生物地球化學循環
二氧化碳、甲烷和氧化亞氮的大氣濃度至少已上升到過去80萬年以來前所未有的水平。自工業化以來，二氧化碳濃度已增加了40%，這首先是由於化石燃料的排放，其次是由於土地利用變化導致的淨排放。海洋已經吸收了大約30%的人為二氧化碳排放，這導致了海洋酸化。
自1750年以來，由於人類活動，大氣中二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氧化亞氮（N2O）等溫室氣體的濃度均已增加。2011年，上述溫室氣體濃度依次為391ppm、1803ppb和324ppb，分別約超過工業化前水平的40%、150%和20%。
當前CO2、CH4和N2O的濃度大大超過了冰芯記錄的過去80萬年以來最高濃度。具有很高信度的是，上世紀CO2、CH4和N2O濃度增加的平均速率是過去2.2萬年來前所未有的。
2002-2011年期間，因化石燃料燃燒和水泥生產造成的CO2年平均排放量為每年8.3[7.6至9.0]GtC12（高信度），2011年是9.5GtC，比1990年水平高出54%。在2002-2011年期間，因人為土地利用變化產生的CO2年淨排放量平均為每年0.9GtC（中等信度）。
從1750年至2011年，因化石燃料燃燒和水泥生產釋放到大氣中的CO2排放量為375 [345至405] GtC，因毀林和其它土地利用變化估計已釋放了180GtC。這使得人為CO2排放累積量為555GtC。
在這些人為CO2排放累積量中，已有240GtC累積在大氣中，有155 [125至185] GtC被海洋吸收，而自然陸地生態系統累積了160GtC。
海洋酸化可用pH值13的下降來度量。自工業化時代初期以來，海表水的pH值已經下降了0.1（高信度），相當於氫離子濃度增加了26%。
驅動因子
改變地球能量收支的自然和人為物質與過程是氣候變化的驅動因子。輻射強迫14（RF）量化了與1750相比在
2011年由這些驅動因子引起的能量通量變化，除非另有說明。正輻射強迫值導致地表變暖，而負輻射強迫值
導致地表變冷。輻射強迫的估算是基於實地觀測和遙感觀測、溫室氣體和氣溶膠的特性以及基於利用可代表
已觀測到的各種過程的數值模式的計算結果。某些排放的化合物會影響其它物質的大氣濃度。輻射強迫量可
根據每一種物質的濃度變化進行計算15。亦可以根據排放計算某一化合物的輻射強迫，這與人類活動有著更
直接的聯繫。它包含了受排放影響的所有物質的貢獻。在考慮所有驅動因子的情況時，兩種方法的人為輻射
強迫總估計值是一致的。雖然在本摘要中兩種方法均有使用，但是更側重於基於排放的輻射強迫。
· 相對於1750年，2011年總人為輻射強迫值為2.29[1.13至3.33]W m-2（見圖SPM.5），自1970年以來其增
加速率比之前的各個年代更快。2011年的總人為輻射強迫的最佳估計值比《IPCC第四次評估報告》給出
的2005年值高43%。這是由大多數溫室氣體濃度的繼續增加和氣溶膠強迫作用的估算值得到改善（氣溶
膠強迫產生的淨冷卻效應（負輻射強迫）比之前的評估偏弱）共同造成的。{8.5}
· 相對於1750年，2011年由混合充分的溫室氣體（CO2、CH4、N2O和鹵代烴）排放產生的輻射強迫為
3.00[2.22至3.78]W m-2（見圖SPM.5）。由這些氣體濃度變化造成的輻射強迫為2.83[2.26至3.40]
W m-2。
僅CO2排放產生了1.68[1.33至2.03]W m–2的輻射強迫。將造成CO2濃度增加的其它含碳氣體的排放包括在內，CO2的輻射強迫值為1.82W m–2。
僅CH4排放產生了0.97[0.74至1.20]W m-2的輻射強迫。這遠大於基於濃度的估算值0.48m-2（自《IPCC第四次評估報告》以來無變化）。估算值中的差異是由於CH4排放導致的臭氧濃度的變化和平流層水汽含量的變化以及其它間接影響CH4的排放所造成的。
平流層中耗損臭氧的鹵代烴排放引起0.18W m-2的淨正輻射強迫。鹵代烴本身的正輻射強迫已超過了它導致的臭氧損耗所產生的負輻射強迫。所有鹵代烴的正輻射強迫與第四次評估報告的值相似，其中CFCs造成的輻射強迫降低，但其很多替代物造成的輻射強迫增加了。
短壽命周期氣體的排放對總人為輻射強迫值有貢獻。一氧化碳（CO）排放幾乎確定已引起正輻射強迫，氮氧化物（NOx）可能已引起淨負輻射強迫。
大氣中氣溶膠總效應（包括氣溶膠造成的雲調節）的輻射強迫為–0.9[–1.9至-0.1]W m-2（中等信度），這是將大多數氣溶膠產生的負強迫作用和黑碳吸收太陽輻射產生的正貢獻合計得到。具有高信度的是，氣溶膠及其與雲的相互作用已抵消了源於充分混合的溫室氣體引起的全球平均強迫的很大一部分。它們仍然是總輻射強迫估算中的最大不確定性來源。
在火山爆發後的若干年內，平流層火山氣溶膠的強迫作用對氣候有很大影響。2008-2011年間幾座小火山的噴發已產生了–0.11[–0.15至–0.08]W m–2的輻射強迫，其強度大約是1999-2002年火山氣溶膠輻射強迫的兩倍。
由於太陽輻照度變化產生的輻射強迫估計為0.05W m-2。1978至2011年期間對太陽總輻照度變化的衛星觀測表明，最後一個太陽極小值低於前兩個極小值。這導致最近一次極小值（2008年）與1986年極小值之間產生了–0.04W m-2的輻射強迫差值。
除了幾次大規模火山爆發以後的短暫時期以外，太陽輻照度和平流層火山氣溶膠產生的總自然輻射強迫在整個過去一個世紀對淨輻射強迫的貢獻很小。
認識氣候系統及其最近的變化
認識氣候系統最近的變化是基於對觀測、反饋過程的研究和模式模擬的綜合。評估氣候模式模擬最近變化的能力時需考慮所有被模擬的氣候系統分量的初始狀態，以及用於驅動各模式的自然和人為強迫。與第四次評估報告相比，目前的觀測資料更加詳盡、時間序列更長，氣候模式得到進一步改進，它們能夠在更多的氣候系統分量中把已檢測到的變化歸因於人為影響。
人類對氣候系統的影響是明確的。從大氣中溫室氣體濃度增加、正輻射強迫、觀測到的變暖以及對當前氣候系統的科學認識均清楚地表明這一點。
對氣候模式的評估
自《第四次評估報告》以來，氣候模式已得到改進。模式能夠再現觀測到的大陸尺度地表溫度分布和多年代際趨勢，包括自20世紀中葉以來的快速增溫和大規模火山爆發後立即出現的降溫（很高信度）。
長期氣候模式模擬結果顯示的1951-2012年的全球平均地表溫度趨勢與觀測到的趨勢相一致（很高信度）。然而，模擬與觀測的10–15年(例如1998到2012年)的短期趨勢之間存在差異。
與1951-2012年相比，1998-2012年間觀測到的地表增溫趨勢減少是因為輻射強迫趨勢減弱以及內部變率（包括海洋內部可能的熱量再分配）致冷效應，二者的貢獻不相上下（中等信度）。輻射強迫趨勢減弱主要是因為火山爆發和為期11年的太陽周期處於下行階段。但是，對造成變暖趨勢減少的輻射強迫變化的作用進行量化僅有低信度。具有中等信度的是，自然內部年代際變率在很大程度導致了觀測和模擬之間的差異；模式模擬不能重現內部變率的時間。還有可能是由於不足的強迫，以及某些模式高估了對增加的溫室氣體和其它人為強迫（主要是氣溶膠效應）的回響。
模式模擬地表溫度的能力在區域尺度上比更大尺度上的可信度要低。然而，具有高信度的是，對區域尺度地表溫度的模擬能力好於第四次評估報告時期。
自第四次評估報告以來，對極端天氣氣候事件的評估取得了重要進展。模擬的20世紀後50年極暖和極冷晝夜頻次的全球平均趨勢與觀測基本一致。
自第四次評估報告以來，對大陸尺度降水分布的模擬得到一些改進。在區域尺度仍然不能很好地模擬降水，而且由於觀測的不確定性使得評估工作仍然很難開展。
與第四次評估報告相比，氣候模式目前包括更多的雲和氣溶膠過程以及它們的相互作用，但是模式中這些過程的表征和量化仍然是低信度。
具有確鑿證據的是，與第四次評估報告相比，更多的模式能夠再現1979年以來夏季北極海冰範圍的下降趨勢，大約四分之一的模式模擬的趨勢與觀測的趨勢一樣大或更大。儘管模式間結果的離散度很大，大多數模式模擬的南極海冰範圍呈小幅下降的趨勢，這與觀測到的小幅增加的趨勢相反。
許多模式再現了1961年至2005年間觀測到的海洋上層（0-700米）熱含量的變化（高信度），在大部分時期中，多模式平均的時間序列都在現有觀測的估計值範圍內。
包括碳循環的氣候模式(地球系統模式)能夠模擬出全球海洋-大氣二氧化碳通量分布，包括熱帶地區的排放和中、高緯度地區的吸收。其中的大多數模式模擬的20世紀後半期的全球陸地和海洋碳匯都在觀測的估計值範圍內。
氣候系統
回響的量化
溫度變化的觀測和模式研究，氣候反饋和地球能量收支的變化一起，為全球變暖對過去和未來強迫的回響幅度提供了信度。
水汽變化以及大氣和地表增暖之間差異的共同影響所造成的淨反饋極有可能為正，因此會放大氣候的變化。包括所有雲型產生的淨輻射反饋可能為正。造成雲反饋正負符號和大小不確定性的主要原因是變暖對低雲影響的持續不確定性。
平衡氣候敏感度量化了氣候系統對多世紀時間尺度上恆定輻射強迫的回響。它是指大氣CO2濃度加倍後達到平衡時的全球平均地表溫度的變化。平衡氣候敏感度的範圍可能是1.5°C至4.5°C（高信度），極不可能低於1°C（高信度），很不可能大於6°C（中等信度）。因此評估的平衡氣候敏感度可能範圍的溫度下限小於第四次評估報告中的2°C，但是上限是相同的。這一評估反映了更好的科學認識，增加的大氣和海洋資料記錄，以及對輻射強迫的最新估計。
全球氣候變化的速率和幅度決定於輻射強迫，氣候反饋和氣候系統儲存的能量。對這些量近幾十年的估計值與評估的平衡氣候敏感度的可能範圍相一致，為認識人為氣候變化提供了有力證據。
瞬時氣候回響量化了年代際到百年時間尺度上氣候系統對增加的輻射強迫的回響。它是指大氣CO2濃度每年增加1%直至加倍時的全球平均地表溫度的變化。瞬時氣候回響的範圍可能為1.0°C至2.5°C，極不可能大於3°C。
一個相關的變數是累積碳排放的瞬時氣候回響（TCRE）。它量化了氣候系統對累積碳排放的瞬時回響見E.8節）。TCRE定義為向大氣中每排放1000GtC時的全球平均地表溫度變化。TCRE的範圍可能是每1000 gC起0.8°C至2.5°C的溫度變化，這適用在達到溫度峰值之前，累積排放不超過2000GtC的情況下。
許多指標可用於比較不同物質的排放對氣候變化的貢獻。最合適的指標和時間尺度取決於在特定的套用中氣候變化哪方面最重要。沒有一種指標能精確比較不同排放的所有後果，每個都具有局限性和不確定性。全球增溫潛勢是基於特定時間尺度上的累積輻射強迫，全球溫度變化潛勢是基於選定時間點上的全球平均地表溫度的變化。在報告全文中提供了更新後的數值。
