全球气候变化中的物理问题

丁一汇

摘要全球气候变化是一个复杂的科学问题，它涉及到气候系统或地球系统的变化，不但需要考虑它们所包含的这些系统内各部分本身的变化，以及它们之间复杂的相互作用，而且还需考虑物理与地球生物化学等许多过程，文章主要讨论全球气候变化中的物理问题，主要有三个方面：(1)辐射传输和全球辐射平衡：不论是由于自然的原因或人类活动(如太阳活动与火山爆发以及温室气体排放增加导致的温室效应加强)一旦破坏全球的辐射平衡，则会引起气候变化，这是气候变化的主要原因与驱动力；(2)大气波动和气候变化的内部变率：除上述外强迫的作用外，气候变化还可由气候系统内部的变率引起，这包括大气内部变率和耦合气候变率，它们主要是通过产生各种大气的波动而实现的，其中最重要的是罗斯贝(Rossby)波，它们的传播和不稳定发展是造成气候变化的另一个原因；(3)气候系统的混沌性质和可预报性：数值预报模式的预报结果对初始场很敏感，即初始场的微小误差可导致完全不同的预报结果，同时模式中物理过程描述的真实程度也影响预报的结果，大气的这种混沌性质限制了天气的可预报性在2周以内，但气候预测由于明显受外强迫的作用，可使大气的混沌时效延长到月、季、年、几十年甚至上百年，为了减少由初始场误差和模式不完善而造成的预报误差，目前气候预报是采用多初值和多模式的集合预报方法，因而气候预测实际上是一种概率预报，

关键词气候变化，物理问题，辐射平衡，可预报性