主题：【翻译】气候变化的证据和原因 -- yuwei2341

小弟08年得知西西河，11年注册，一直在潜水，从未有发言。原因就是觉得大家层次都很高，对自己领域都非常了解，所以能侃侃而谈。可我博士虽近毕业，自觉也只是对自己学科的某一方向的一小块在某个时间尺度内初窥了门径，没高度没文笔，积不厚而不能发。但又实在忍不住，很想做些“贡献”，所以想翻译一篇新近出版的关于本专业的科普小册子。究竟是献“贡”献“丑”，是清是浊，大家见仁见智。但看在苦劳份上，请轻拍。

我是气候专业，要讲的话题是关于气候变化。我知道这在河里是不太讨好的话题。很多人认为这是美帝用来挟制中国的工具。所以我想先声明几点：

1. 屁股决定脑袋。这是我在河里常看到的一句话，很赞同。同样身在美帝，接触同样的人和事，有人喜欢网易，但我喜欢西西河。喜欢网易的人里也不乏学历、见识比我高的人，说起话来有理有据。我也不相信他们都错。所以只能归为屁股决定脑袋。我自认出来读书心还是向着中国的。

2. F**king science。这是我在校内写的篇文章的题目。文章写Science杂志在京都议定书签订前夕发布了篇证明北美大陆存在一个很大的二氧化碳的汇(sink)。这篇文章错得非常离谱，但居然发表了。相信它为美国拒绝签订京都议定书打了底气。我知道科学和政治是不可能没关联。但我觉得，一般地，政治确实决定了科研的大方向——比如给黑炭(black carbon)的funding多些，就会看到很多关于黑炭的排放与导致气候变暖、降雨减少的文章，作为黑炭排放（燃煤）大国，中国自然就成了众矢之的。但在这个方向内发表的科研结果，即便将来会被推翻，在当前知识和观测条件上，还大多是合理的。我用这么多限定词，并且避免用“真理”这个词，就是我认为科学本身就不是真理。它和星象学一样，只是种认识和描述世界的方法以及对世界的描述。不过相比星象学，科学更定量，更借助理性，对发表的结果有一套很不完美却行之有效的评测方法。

3. 师夷长技以治夷。这是总结。不管你信不信气候科学。它确实可以被用来，并且在被用来作为政治和外交的砝码。知识就是力量。你对这个领域了解多些，多些研究，说话就更有底气——这和买东西讨价还价区别不大。而且如果气候变化是真的，那一个国家越早采取措施应对就越有利。

总结的总结：

1. 这个册子内容很浅，而且估计一些内容在河里有讨论过。我先试着翻译几章，如果大家觉得无聊或者重复，我就不继续了，不如找些更有意义的来翻译。

2. 希望大家讨论——我说了我只是初窥门径，相信经过讨论我也能对本学科更加了解。不过更欢迎用脑袋而不是用屁股的讨论，因为通过前者事实才能越辩越明。

是不是和地震专业一样的？啥学校有这个？

这本册子是美国科学院和英国皇家协会合办的，主要编辑都是两者的会员（院士）。

编辑它的目的是“给政策制定者，教育人员和其他在寻找（关于气候变化的）常见问题的权威信息的人，一个简洁易读的参考”。

一位参与编辑的教授告诉我，册子是字斟句酌的（以达到更好的科普和表明立场的目的）。用词除了英美拼写差别以外，在这些编辑人员中基本没有争议。。。

我觉得这个比IPCC AR5好的地方在于它更简洁易懂。坏处在于它简洁易懂，不是一个学术著作，所以没有细节的物理过程、公式和参考文献。册子一共就30多页，感兴趣的可以自己下载

外链出处

册子结构是这样的

前言——关于为什么有这个册子

第一部分 概要

第二部分 气候变化常见问题解答——约20页，20个章节，20个常见问题，包含很多对争议以及否认气候变化者(deniers)提出的反证的解答。以问题为章节题目，之后第一段是对问题的简要回答，后面是详细阐述。

第三部分 气候变化基础知识——如题目示，主要关于辐射平衡，温室效应等物理知识，和观测证据等

第四、五、六部分 结论、致谢、和进一步阅读资料

前言 （略）

第一部分 概要

以二氧化碳（CO2）为例的温室气体会吸收从地球表面发射的热量（红外辐射）。增加大气中的这些气体造成地球通过捕获更多的这种热量而变暖。人类活动，特别是自工业革命开始的化石燃料燃烧，使大气CO2浓度增加约40％，其中超过一半的增加来自1970年以后。自1900年以来，全球平均地表温度上升了约0.8 °C （ 1.4 °F ）。伴随着的有海洋的变暖，海平面上升，北极海冰强烈的下降，以及其他许多相关的气候影响。这个变暖大部分发生在过去的四十年。详细分析显示在此期间的气候变暖主要是增加CO2和其他温室气体浓度的结果。这些气体的持续排放会造成进一步的气候变化，包括全球平均地表温度大幅增加和区域气候的重要变化。这些变化的幅度和时间将取决于许多因素；并且，在一个或多个十年内的升温的减速或加速现象将继续发生。然而，几十年来长期气候变化将主要取决于人类活动排放的CO2和其他温室气体的总量。

发重了是这样删吗。。。

因为俺就做过不少计算机模拟，里面可玩的小把戏太多，因为模型里一个假设套着一个假设，谁知道你模拟的东西是不是凑出来的？

就好比，如果模拟真实世界的大气需要1亿个参数，结果你的模型用1万个参数就模拟出来了，这样的模型可信程度如何？

当然了，也有可能你没用到那另外的9999万个参数都是无足轻重，可能对最后的结果根本没有多少影响，数学上这样的情况也是很常见的，我们不可能模拟所有参数，但有时候考虑几个重要参数就足够得出有意义的结果了。。。

但是，这是一个重要的但是，所谓气候模型里面考虑了一些重要的参数嘛？比如水汽－－水是重要的温室气体，而水形成的云又可以反射太阳热量。。。

据俺跟NSF气候方向一个小头目聊天的结果，他说是没有考虑水汽的影响。

所以俺直觉觉得这是凑出来的东西。

当然了，直觉不是科学，直觉不靠谱，欢迎内行反驳。。。

就像你说的，因为做模型的必须取舍一些参数，有时候是因为没有资料，有时候是因为他们觉得不重要。很多做模型的朋友也野外都没去过，数学功底是比我们好，但是对整个系统的变化真的太肤浅。。可是，做模型的朋友就容易出文章，而且毕业也比做野外的容易。我们做野外实验和观察的最苦逼了，最后最大贡献就是给别人的模型提供参数了

下分天气学、气候学、大气物理等专业。

大气科学有的学校独立成系，有的会和地质、地震合成一个系，叫地球科学或行星科学。

不同学校叫法大概有些出入。

国内北大、南大、南信大、中山大学、兰州大学等都有大气科学（系？？）。

水汽是最重要的温室气体之一，现在能称为大气环流模式(General Circulation Model, GCM)的，都是有水汽的。

我很好奇这个NSF的人是谁。他所指的模式是什么（NSF是给大家发钱的地方而已，这个人所在的学校/机构是什么？）

确实有人用很简化的“干”模式，不过大多用来研究大气动力的。我看到的关于全球变暖的研究，包括IPCC/CMIP5的模拟，没有用它。

温室气体增多导致升温，依据基本定律是能量守恒和温室气体吸收红外辐射（类比微波炉加热原理）。用一个简单能量平衡模型(Energy Balance Model, EBM)就可以解释。确实根本不需要那么多参数。

事实上，比较早且经典的关于气候对CO2敏感性的文章，The Charney Report(可以直接google，有pdf下载),发表在1979年。里边给出CO2加倍后全球平均升温的估计是3°C +- 1.5 °C。我没有通读这篇文章，但79年的模式可以想象有多简陋（也许就是个EBM）。但如今各种精细的模式模拟到的结果和它基本一致，只是置信区间更窄了些而已。原因就是这个结果是有基本物理定律限制的，不会差到哪里去。

模式不断加入参数，只不过试图更准确些；对其他量比如降雨，或者对小的区域，模拟更好一些。在这个发展过程中，确实会用不同的参数，并且根据观测来调整，而目的是使模式对关心的量或区域模拟更准确，从而更有针对性的研究。一个对中国气候模拟好的模式，很可能对欧洲模拟不好，这主要就是参数选择的原因。但无论如何选择，它们对全球平均温度模拟的影响是极小的。

所以套用老话，严格的说，"all models are wrong";但是对具体的目的" some models are useful"。而对全球平均温度的模拟来说，考虑了基本物理规律的模式还是靠谱的

云会大量反射阳光啊，这可不是温室气体吸收热量的简单物理模型就能处理滴。。。

不怪那位NSF的哥们，怪俺表述不准确，人家说的是没有完全考虑水汽的各种影响。他听到我问到云，就开始扯各种政治正确的东西乐，俺就一直追问，最后嘛。。。

没记错的话去年年底俺还在Nature上看到一篇关于云对各种气候模型影响的论文，俺不是这个专业的，就扫了一眼标题，只是觉得很搞笑，这么基本的东西到现在都没整明白呢，但七八年前就有人敢定量的告诉我们：人类活动对气候变化影响的可能性达到90%以上，是不是韩国的都教授穿越回去告诉大家的啊？？？

不懂。我想计算机模拟应该主要是根据公式来的吧，然后再在理想的公式计算里面加入各种改正？公式很理想，参数也有限，如果改正里面没有水汽的修正可能就不完整了。

如果不是这个专业的，在觉得搞笑之前先多调查研究也不迟。做气象和气候模式的严肃的专业人士多了去了，大家觉得搞笑的地方实在不是太多。

基本的东西都没弄明白呢，就能拿出来个模型当核心证据，还能定量出90%，不管你信不信，反正俺不信。。。

另外还有个搞笑的事情是50年前气候界在鼓吹全球变冷

烧了钱多数时候还没有立竿见影的效果

对于一个还算年轻的自然科学学科来说这并不意外

国内的话

好像还多种现象(尤其业务部门)

有些地方的“野外观测”就是为了烧钱

试验设计的科学性/数据的QC/...呵呵...当然这个嘴仗也是打不完的~

不爱吱声:【索引】有关“全球变暖”问题的讨论整理汇总

我的简单理解是，大气二氧化碳对辐射强迫的贡献明显大于水汽(甲烷次之)。经测量，自工业革命以来大气二氧化碳含量是净增的。同期全球平均气温变化与之关联得很好。气候演化模型不仅成功模拟有记录以来的观察数据，而且成功地描述了一些史前地质时代的气候演变过程。因此模型对今后全球气候变化的预测也应该是比较可靠的。

• 第二部分 气候变化常见问题解答

你问的问题很好。是关于做科学很基本的东西。但我觉的你的有些理解有偏差，或者是没有仔细读你看到的文献。

这个问题太大，我先试着列个提纲出来。等我有时间（且有能力）之后再详细说。我现在的能力，写出来，总觉得在隔靴搔痒，表达不清楚。希望你看了知道我在说什么

1、模型(model)：任何对客观的描述都是模型（不止是电脑模型，比如质点的概念，比如牛二律，都是模型）——模型都是对真实的近似（和简化）——不能指望，也不需要模型包含所有的现实

2、不确定性(Uncertainty)：这里不是指物理本质的不确定性，而是说由于观测、技术等的限制，研究出的结果的不确定性，包括模型和用它进行的预测的不确定性——不确定性是不可避免的——但是是可以估计、并且限制(constrain)的——一个严谨的定量研究，应该是包含不确定性分析的（这是我上学时得到的比较大的认识转变：从追求确定性到追求限制不确定性）

3、气候模式中最大的不确定性来自对云的模拟（你说的对）——云是很基本，但不基础的东西（复杂的物理过程和尺度）——云会反射太阳光，但也吸收红外辐射——云的变化对全球辐射平衡的变化的贡献是不确定的（甚至包括符号），但是这种不确定性是可以在一定的信心下限制到一定的范围的；并且这个贡献没有影响总的变化的符号——这也是一般给出的对CO2加倍后的全球平均温度的预测会有一个区间的原因之一，这个区间不小，但是即便是下限，也高于1度

4、至于人类活动vs.自然变化。我们有万年计的人类显著活动之前的地球气候自然变化的proxy数据。我们知道过去自然因素变化的幅度（比如太阳辐射）和地球气温的幅度；我们知道现在这两者的变化——不用物理模型，这也足够证明人类活动的影响了——对物理模型，虽然我们强调不知道什么（不确定性），但也该看清我们知道什么（基本物理规律）——它可以给我们定量的（包括不确定性的）各种因素造成的气候变化。

5、想不出个好的类比，将就下：给我石头出手的速度和g，即便不知道地球旋转、风速、阻力系数，我仍然可以估计落地距离，并且有很高的信心；如果风速大、风向不稳，落地会偏差了些，但大致范围有的；而且我知道，只要不是刮台风，如果出手是石头朝正上，落下时会在脚边；如果是斜上，通常会离的远一点。

我觉得你是牛人，而且涉猎很广。但是牛人比较容易有的一个现象是认为自己对涉猎的东西都了解到了能批评的程度，比如谢耳朵。其实仔细想，哪个学科里没有牛人？我们跨学科指出的错误，难道他们都不知道或者知道了还拿出来献丑？

最后，鉴于你在读文章时”就扫了一眼标题，只是觉得很搞笑“，借更牛的人的话奉劝一句："Don't mock what you don't understand"