辐射强迫与气候反馈

本书主要介绍地–气系统的最新辐射收支、人为及自然活动造成的辐射强迫，以及各种气候反馈机制、气候敏感度和不同强迫因子的排放指标。详细介绍当前地球能量收支情况和近几十年的变化；辐射强迫概念的发展历史和当前有效辐射强迫的物理内涵；气候变化研究中“辐射强迫–气候响应–气候反馈”的物理机制框架；框架中物理量的最新估计值（包括有效辐射强迫、气候反馈参数和气候敏感度指标）、支持估计的各种证据，以及这些估计值的不确定性来源。最后介绍与衡量强迫因子气候效应相联系的若 干排放指标。

目录
第1章 绪论 1
1.1 辐射强迫与气候反馈的机理概述 2
1.2 全书的重要结论简述 7
1.2.1 地球能量收支 8
1.2.2 有效辐射强迫 9
1.2.3 气候反馈和敏感度 10
1.2.4 气候响应 12
第2章 地球能量收支及其随时间的变化 14
2.1 地球能量收支与气候变化之间的联系 14
2.2 当前条件下的能量收支 16
2.3 地球能量收支的变化 20
2.3.1 地球大气顶能量收支的变化 20
2.3.2 全球存储能量的变化 22
2.3.3 地表能量收支的变化 26
第3章 有效辐射强迫 29
3.1 辐射强迫的概念 30
3.2 有效辐射强迫的计算方法 32
3.3 温室气体 38
3.3.1 二氧化碳 39
3.3.2 甲烷 41
3.3.3 氧化亚氮 42
3.3.4 卤化物 42
3.3.5 臭氧 44
3.3.6 平流层水汽 45
3.3.7 小结 46
3.4 气溶胶 46
3.4.1 气溶胶？辐射相互作用 47
3.4.2 气溶胶？云相互作用 51
3.4.3 总气溶胶有效辐射强迫的能量收支约束 56
3.4.4 小结 58
3.5 其他影响因子 60
3.5.1 土地利用 60
3.5.2 尾迹和航空卷云 61
3.5.3 冰雪表面的吸光粒子 61
3.5.4 太阳辐射 62
3.5.5 银河宇宙射线 64
3.5.6 火山气溶胶 65
3.6 全球平均辐射强迫的小结 66
3.6.1 自IPCC AR5以来的主要变化 66
3.6.2 有效辐射强迫评估的总结 66
3.6.3 强迫因子的温度贡献 69
第4章 短寿命气候强迫因子 72
4.1 短寿命气候强迫因子定义 72
4.2 全球和区域上短寿命气候强迫因子的排放 75
4.2.1 人为源排放 75
4.2.2 自然源排放 78
4.3 大气中短寿命气候强迫因子的浓度水平 83
4.3.1 甲烷 83
4.3.2 臭氧 85
4.3.3 气态前体物 89
4.3.4 非常短寿命卤化物 94
4.3.5 气溶胶 95
4.4 短寿命气候强迫因子的辐射强迫 101
4.4.1 区域短寿命气候强迫因子的历史估计 102
4.4.2 基于排放的辐射强迫及其对全球平均地表气温的影响 104
4.4.3 SLCFs 影响碳循环而产生的间接辐射强迫效应 106
4.4.4 太阳辐射干预的气溶胶有效辐射强迫 108
4.5 短期减排的辐射强迫 109
4.5.1 中国空气污染治理的SLCFs辐射强迫 109
4.5.2 COVID-19疫情管控措施的SLCFs辐射强迫 114
4.5.3 未来全球SLCFs减排 116
第5章 气候反馈 120
5.1 研究气候反馈的理论方法 121
5.2 气候反馈介绍 124
5.2.1 普朗克反馈 124
5.2.2 水汽和温度直减率反馈 125
5.2.3 地表反照率反馈 127
5.2.4 云反馈 129
5.2.5 生物地球物理和非CO2生物地球化学反馈 140
5.2.6 冰盖长期反馈 147
5.2.7 地球气候系统模式给出的气候反馈 148
5.2.8 上述各种气候反馈结论小结 149
5.3 气候反馈对气候平均态的依赖性 150
5.3.1 模式中反馈对气候状态的依赖性 151
5.3.2 古气候代用资料中反馈对气候状态的依赖性 153
5.3.3 小结 153
5.4 气候反馈与温度空间模态的关系 154
5.4.1 极地放大效应 155
5.4.2 热带太平洋海表温度梯度 162
5.4.3 反馈对温度空间模态的依赖性 165
第6章 平衡态气候敏感度和瞬态气候响应 170
6.1 基于过程理解估算的平衡态气候敏感度和瞬态气候响应 171
6.1.1 ECS 171
6.1.2 TCR 173
6.2 基于仪器记录对ECS和TCR的估算 177
6.2.1 基于全球能量收支 177
6.2.2 基于气候模式仿真器 181
6.2.3 基于卫星观测的大气顶辐射收支变化 182
6.2.4 基于火山喷发的气候响应 183
6.2.5 小结 183
6.3 基于古气候数据对ECS的估算 184
6.3.1 基于末次盛冰期 185
6.3.2 基于冰期—间冰期循环周期 188
6.3.3 基于前第四纪暖期 188
6.3.4 小结 189
6.4 基于萌现约束对ECS和TCR的估算 190
6.4.1 基于全球或接近全球地表温度变化的萌现约束 190
6.4.2 基于云反馈和当前气候的萌现约束 193
6.4.3 小结 193
6.5 基于多源证据对ECS和TCR估算结果的不确定性 195
6.6 全球气候模式在估算ECS和TCR中的作用 199
6.7 全球温度对强迫响应过程中潜在的不确定性 202
6.8ECS估算及其与未来气候变暖的关系的总结 205
第7章 排放指标 208
7.1 排放指标的概念与常见指标 208
7.1.1 概念的提出 208
7.1.2 全球增温潜能 209
7.1.3 全球温变潜能 211
7.1.4 常见指标的局限性 212
7.2 指标的发展与应用 214
7.2.1 辐射特性和寿命 214
7.2.2 碳循环的响应和其他间接贡献 215
7.2.3 长寿命和短寿命的温室气体与相关指标 216
7.2.4 排放指标的应用 219
参考文献 221