我們賴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)與人類活動(dòng)的影響兩大類。前者包括太陽(yáng)輻射的變化、火山爆發(fā)等。后者包括人類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)黑子異常活動(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)政府間氣候變化專門委員會(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)開始進(jìn)行二氧化碳濃度觀測(cè)，從而正式揭開人類研究氣候變化的序幕。

排放溫室氣體的人類活動(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”的作用類似，故稱之為“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。