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缙谘┎阒械幕С煞值取Ｋ淙荒臼蔷返娜蛭露戎副辏庑┲甘疚镒酆掀鹄幢砻鳎�0．st 的全球增温（或全球变冷）是一个完全非自然的事件。或许在我们最近的间冰川期历史中，平均算起来1000年才发生～次。这个间接证据强烈地支持我们认为：在20世纪的温度记录中，已经发现了一个真正的气候变化，这就是我80％到90％他相信这不是一个典型的自然波动的原因。但是怎样确定这种典型的增热趋势的原因呢；
如果暗示由于人类温室气体的增加引起了地球增热，那么需要排除其他的潜在原因（如像太阳辐射热变化或火山喷发）。还有，太阳能量输出的直接证据只出现在一个相当短的时期：即太空探测仪对大气圈反常效应做过测量观察的过去20年。这些测量结果表明，在为期11年的太阳黑子循环中，太阳辐射只有非常小的变化（低于0·5％），这个变化不足以解释大多数所观察到的全球温度记录。当然，在我们有可靠的太空探测仪测量数据之前，太阳释放的能量或许有过更大的变化。这种可能性已经导致了喧闹的争论．温室效应怀疑者认为太阳的变异性可能引起了所见到的地球增热（尽管他们没有直接的证据）。虽然，我和我的大多数同事，不相信单单一个太阳能解释过去100年的气候变化，但我们也不能以99％的不可能性来排除这个设想。我认为，如果要非常肯定把所观察到的长达百年的增热的具体比例，归之于人类活动，还要再花10年到20年的时间，去观察太阳辐射和地球表明增热（199年是又一个有记录的热年）。这就是说，如果我们只用地球平均表面温度作为测量变化的依据，则要花数十年时间才能得到较确切的原因。
观察发现几个嫌疑人没有不在现场的证据，但却无法给他们定罪。于是必须寻找直接的证据，特别是指纹。那么是否也存在着“气候指纹”？例如，二氧化碳捕热作用引起气候模型的全球平均温度增加，但此外平流层温度降低，北半球温度比南半球温度趋热，极地温度增热比热带要大，因为融化的冰雪使得更多的阳光被吸收，从而强化了高纬度的气候变化信号。因此，在CO。。增加1倍的模划中，可以发现变化的或“气候指纹”的类型。于是，气候学家拍寻观察记录，以了解模型产生的这种“指纹”是否在自然中发生。搜寻结果综合如下：当然，观察到增热是存在的，但是南半球的增热并不比北半球逊色，外加的极地变热也不与模型的演示匹配。平流层确实在冷却，但比模型根据温室气体增加所作的预言要多。
温室效应怀疑论者及其政治同盟军大声宣称模型不适合，是因为观察记录中根本没有清晰的“指纹”。但正如一些气候科学家（包括我自己）在回答中指出的，如果模型是由自然界所承受的同样的一组外部营力所驱动，那么唯一合理的做法是，把自然中的气候变化模式与气候模型中的模式作比较。换句话说，模型不仅需要受到温室气体增加的驱动，而且还必须包括燃烧高硫质的煤和油所产生的烟雾这类潜在重要的区域性冷却效应的影响（在其他的营力中，特别要考虑臭氧变化和生物量燃烧，尽管它们的绝对意义9不如前者）。最近由全球规模温室气体增加和区域规模含硫烟雾双重驱动的模型，显示了完全不同于仅仅由温室气体驱动或仅仅由太阳能量输出变化驱动的“指纹”（气候变化模式）。这些工业形成的烟雾大多数存在于北半球。因此，它们反射掉了一些太阳的能量（特别是在夏季），从而降低了气温。由此可以预料，这些烟雾多少抵消了由温室气体引起的增热程度，而这种抵消大多数发生在北半球。确实，最近在英国哈得莱中心和加利福尼亚劳伦斯·利弗莫尔国家实验室，用CO。和烟雾营力结合所作的模型显示：在南半球有稍微高一点的增热，高纬地区则稍弱一些。平流层仍然在降热——如果把臭氧损耗同时考虑在内就和观察所见相接近。这个“气候指纹”模式，非常接近1960年～1990年间区域性和季节性气候变化的观察模式。这一令人鼓舞的一致，使得政府间气候变化专家小组（IPCC）的几百个科学家在1995年谨慎地断定，现在已经可以说发现了一个真正的气候变化，并且至少它的某些方面可以归之于人类活动。尽管承认还存在许多不确定性，IPCC的总结报告（在为下面这句话的言词表达争论了好几天后）说到：“然而，综合的证据显示人类对气候有着可辨别的影响”。仅仅几个小时的辩论就达到了对“可辨别的”这个词的选择，这个词距离我在1976年《创世战略》一书中使用的“可证实的”一词已为时不远。
这个新的“指纹”证据是否为确凿证据，还是仅仅是个不可能的巧合，会引起今后多年的争论。同时，地球这个实验室会继续发掘出答案（实验意义上的）。
在气候发现与归因问题上还需要强调最后一个话题。直到最近，气候模型研究者还没有足够的电脑能力，对气候变化随时间演化的过程进行日常计算，以提供几个不同的有关温室气体和烟雾浓度未来发展的故事。这就是，他们没有做过所谓瞬时的气候沉变化说明。（当然，真正的地球正在经历瞬时的实验。）相反，模型习惯于估计，在CO。被人为翻番和保持相对固定，而不是随时间增长而增加之后（就像它在实际中或在一个较为真实的瞬时模型演示中出现的那样），地球气候最终看起来是怎么样（即平衡模拟）。
因为巨大海洋的高效储热能力，瞬时模型模拟要比平衡模拟较少展示直接的变暖。然而，这种没有实现的变热在数十年后会最终表现出来。这种热衰变（会诱使我们对气候变化的长期积累产生错误的理解）现在正在用大气圈、海洋、冰川、土壤和生物圈的耦合模型进行解释（所谓地球系统模型，ESM）。早期的用ESM做的这种瞬时计算显示了与地球气候观察资料的更好的一致性。当美国哈得莱中心和德国汉堡马克思·普朗克研究所的瞬时模型，还由温室气体和含硫烟雾两者驱动时，这些随时间变化的模拟，得到了人类对气候影响的更为真实的“指纹”。需要有更多的这类电脑模拟来提供建立对气候模型的绝对的自信，但是科学家现在正在对目前的工作不是批评者一再声称的十足幻想这一点，开始表现出日益增长的自信。
然而，像ESM这种非常复杂的耦合系统，在CO。和烟雾等外部干扰，使得它发生非常快的变化时，可能会有不可预料的结果。确实，某些涉及上下数百年的瞬时模型，展现出基本气候状态的戏剧性变化（例如全球洋流中的快速变化）。1982年，我和汤姆森用非常简单的瞬时模型，研究了随时间变迁的气候变化模式是否依赖于CO。浓度增加的速率。对于一个缓慢增加的CO。积累，模型预言：温度增加在两极要大于赤道。
赤道一两极温度差异的任何变化都将导致区域气候发生改变，因为温度差异影响大规模的大气气流模式。然而，对于一个非常快的CO。浓度增加，我们发现在南半球的赤道一两极差异出现了逆转。如果这种情形持续数十年，就会在本世纪内引起不可预言的气候情况，或者因此导致气候向新的平衡状态进行调整。换句话说，我们对自然的影响越快越厉害，出现意料之外事情的可能性就越大（其中某些可能是会令人类感到不快的）。
经过15年的工作之后，IPCC用下面这段话总结了它的报告：
未来不可预料的、大而快速的气候系统变化（像过去曾经发生的那样）就其性质而言是难以预测的。这意味着未来的气候变化还可能会导致形成“意料之外的事情”。这种情况特别会由气候系统的非线性性质引起。当受到快速干扰时，非线性系统特别会出现不可预料的行为。可以通过研究气候系统的非线性过程和次级要素来取得进展。这种非线性行为的例子，包括北大西洋的快速洋流变化和与地球生态系统变化相关的反馈。
当然，如果我们选择某种政策来放慢人类活动影响大气圈的速率，气候系统就会较少受到干扰。我将把这个有争论的问题放到本书的最后去展开。
奇异气候现象
大约1．2万年前，在温带动物群经过长期的冰川期返回到北欧和北大西洋之后，在不足100年的时间里有过一次戏剧性的向类冰川期状态的折返。这个微冰川期被称为新仙女水期（YoungerDryas），位于仙女木（一种生长在冻原的花卉）广泛出现之后。它在温暖、稳定的全新世最终来临之前持续了大约500年。是什么事情发生了呢？
当然，我们今天无法确切地知道详情，但有一些不错的假说。此外，所谓新仙女木气候信号主要是一种区域性变化：整个北大西洋，包括加拿大东北部和欧洲大部分地区。但是在这个时期看到了戏剧性的为期几十年的生态折返，整个地区表现的是类冰川期的植物和动物。从全球上看，虽然存在着同时变化的证据，但变化的戏剧性要小得多。地质史上的这个时期，在南极洲冰芯中没有证据发现显著的气候变化。对北大西洋沉积物中浮游生物残骸化石的研究表明，温暖的海湾洋流要偏向南方许多纬度，深海大洋环流（有时候叫做海洋传送带）的整体结构仅仅几十年就回复到类冰川期的形式——～种在人的一生中就可以测度的戏剧性的气候变化。
对新仙女木期的最有可能的假说是：有过一次淡水进入北大西洋的快速脉冲。由于淡水比盐水远为容易冻结，因此很快形成了海上冰盖，这也许可以解释大约1．2万前欧洲出现的戏剧性的寒冷问题。但是这种突如其来的淡水来自何方呢？最有可能的解释是哥伦比亚大学的地球化学家华莱土·布罗克（WallaceBroecker）提出来的：来自快速变暖的北美冰原的融化水积聚在一个其东岸是冰原残余的巨大的湖泊中（地质学家把这个湖叫做阿加西斯湖）；随后冰原残余的东岸破裂，一股戏剧性的“融化水洪流”泄入圣劳伦斯河谷进入了北大西洋。
最近，一些非常有争论的发现表明，至少在格陵兰，在大约13万年前的前一个间冰川期里，几度出现过温度（数十年内5“C）和CO。的戏剧性波动。直到现在，一般相信这个时期的平均气温要热一些（2℃），相对于我们所在的间冰川期（全新世）来说也较为稳定。解释这个13万年前波动的最流行的假说是：北大西洋传送带环流的变动。这些仍然有争论的奇异气候变化已经引出了一个明显关键性的问题：如果我们把温室气体或氧化硫这类人类干扰加入气候系统，会使今天的传送带洋流发生快速的变化吗？人类引起的ZaC的地球变暖（可以作为未来数十年的一个好的赌注），会促发像13万年以前增热ZaC的间冰川期在北大西洋区域曾经发生过的那种奇异的气候不稳定现象吗？
我们评估人类对气候快速影响引起的风险的最好方式是，把气候模型和古资料进行比较以弄清过去发生的事情，从中估计某些重要的事情再度发生的可能性的大小。此外，未来奇异现象的形式和可能性是，基于虽未确证但却可能的分析之上