在德奥弗拉斯托斯的肩膀上

插图版《植物探究》（Historia Plantarum）1644 年版的扉页。/ 感谢 Aboca 博物馆，维基共享资源

温室效应的存在最早在 1824 年就被提出了。

由马修·A·麦金托什编辑/审阅

公共历史学家

引言

气候变化科学发现的历史始于 19 世纪初，当时人们首次怀疑冰河时期和其他古气候的自然变化，并首次确定了自然温室效应。19 世纪末，科学家们首次提出，人类排放的温室气体可能会改变地球的能量平衡和气候。虽然温室效应并未被如此命名，但早在 1824 年，约瑟夫·傅里叶就提出了这一概念。 [2] 克劳德·普瓦耶在 1827 年和 1838 年进一步强化了这一论点和证据。1856 年，尤妮斯·牛顿·富特证明，对于含有水蒸气的空气，太阳的增温效应比干燥空气更大，而二氧化碳的效果则更为显著。 [3][4]

约翰·丁达尔是第一个测量各种气体和蒸汽的红外吸收和发射的人。从 1859 年开始，他表明这种效应是由于大气中非常小的一部分，主要气体没有作用，主要是由水蒸气引起的，尽管碳氢化合物和二氧化碳的百分比很小，但它们有显著的影响。 [5] 这种效应在 1896 年由斯万特·阿伦尼乌斯更全面地量化，他首次对由于大气中二氧化碳假想翻倍而导致的全球变暖进行了定量预测。

约翰·丁达尔的光谱分光计（1861 年图纸）测量了填充其中心管的各种气体吸收和发射的红外辐射。 [1] / 感谢维基媒体共享

在 20 世纪 60 年代，二氧化碳气体温室效应的证据越来越令人信服。科学家们还发现，产生大气气溶胶的人类活动（例如，“空气污染”）也可能产生冷却效应（后来被称为“全球变暗”）。还提出了其他关于全球变暖原因的理论，涉及火山活动到太阳变化等力量。在 20 世纪 70 年代，对全球变暖的科学理解大大增加。

到 20 世纪 90 年代，随着计算机模型准确性的提高和观测工作证实了冰川时代的米尔科维奇理论，形成了一个共识立场。很明显，温室气体在大多数气候变化中起着重要作用，人为排放正在导致明显的全球变暖。

自 20 世纪 90 年代以来，气候变化科学研究涵盖了多个学科，并得到了扩展。研究扩展了对因果关系、与历史数据的联系以及测量和模拟气候变化的能力的理解。这一时期的研究已在政府间气候变化专门委员会的评估报告中总结，其中第一份评估报告于 1990 年发布。

在二十世纪之前

古代至 19 世纪：区域变化

泰奥弗拉斯托斯雕像。/ 感谢巴勒莫植物园，维基共享资源

自古以来，人们就怀疑一个地区的气候可能在几个世纪内发生变化。例如，公元前 4 世纪的古希腊哲学家亚里士多德的学生泰奥弗拉斯托斯讲述了排干湿地如何使某个地区更容易结冰，并推测当森林被砍伐，土地暴露在阳光下时，土地会变暖。公元前 1 世纪，罗马作家和建筑师维特鲁威在关于住房建筑和城市选址的气候关系中进行了论述。文艺复兴时期的欧洲学者以及后来的学者观察到，自古代以来，森林砍伐、灌溉和放牧已经改变了地中海周边的土地；他们认为这些人类干预可能影响了当地的天气。 [8][9] 在他 1088 年出版的书中，北宋时期的中国学者和政治家沈括提出了一种理论，认为经过几个世纪的气候变化，一旦在干燥气候区以及位于陕西省延安市（今延安市）的干旱北部地区发现古代石化竹子被保存在地下，而竹子通常生长在中国较温暖、湿润的气候区域，远离这里。 [10][11]

18 世纪和 19 世纪，东北美从森林转变为耕地，在人类的一生中带来了明显的变化。从 19 世纪初开始，许多人认为这种转变正在改变该地区的气候——可能是有益的。当被称为“犁地者”的美国农民接管大平原时，他们坚信“雨随犁走”。 [12][13] 其他专家不同意，有些人认为森林砍伐导致雨水迅速径流和洪水，甚至可能减少降雨。欧洲学者认为，居住在“高加索人种”的温带地区自然更适合文明的传播，他们提出，古代近东的东方人毫无顾忌地将曾经肥沃的土地变成了贫瘠的沙漠。 [14]

与此同时，国家气象机构已经开始收集大量可靠的温度、降雨等观测数据。当这些数据被分析时，它们显示出许多起伏，但没有长期稳定的改变。到 19 世纪末，科学界已经明确反对任何关于人类对气候有影响的信念。无论区域影响如何，很少有人想象人类能够影响整个地球的气候。 [14]

19 世纪：古气候变迁及其成因理论

漂砾，由冰川在远离现有冰川的地方沉积的巨石，使地质学家得出结论，过去气候已经改变。/ 图片由 Lapplaender 提供，维基媒体共享资源

从 17 世纪中叶开始，自然学家试图将机械哲学与神学相协调，最初是在圣经时代尺度内。到 18 世纪末，对史前时代的接受度逐渐提高。地质学家发现了地质时代更迭和气候变化的有力证据。关于这些变化存在各种竞争性理论；布丰提出地球最初是一个炽热的球体，并且非常缓慢地冷却。詹姆斯·赫顿，他的关于巨大时期循环变化的思想后来被称为均质论，是那些在现代社会中冰川无法存在的温暖地区发现过去冰川活动迹象的人之一。 [15]

1815 年，让-皮埃尔·佩罗丹首次描述了冰川可能对阿尔卑斯山谷中看到的巨大砾石负责的情况。当他徒步穿越巴涅斯山谷时，他注意到散落在狭窄山谷周围的大块花岗岩。他知道需要非凡的力量才能移动如此大的岩石。他还注意到冰川在土地上留下的条纹，并得出结论，是冰将砾石带到了山谷中。 [16]

他的想法最初遭到了怀疑。让·德·查尔彭蒂埃写道：“我发现他的假设如此非凡，甚至如此夸张，以至于我认为它不值得检查，甚至不值得考虑。”尽管查尔彭蒂埃最初拒绝，佩罗丹最终说服了伊格纳茨·韦内茨，这可能值得研究。韦内茨说服了查尔彭蒂埃，查尔彭蒂埃又反过来说服了有影响力的科学家路易斯·阿加西兹，认为冰川理论有价值。

阿加西兹提出了他所谓的“冰河时代”理论——当时冰川覆盖了欧洲和北美的大部分地区。1837 年，阿加西兹首次科学地提出地球曾经历过一个过去的冰河时代。威廉·巴克兰德曾是英国洪水地质学的领军人物，后来被称为灾变论，该理论将漂移的巨石和其他“洪水沉积物”视为圣经洪水的遗迹。这一观点遭到了查尔斯·莱尔的休顿均质论版本的强烈反对，并且逐渐被巴克兰德和其他灾变论地质学家所放弃。1838 年 10 月，与阿加西兹一起前往阿尔卑斯山的实地考察使巴克兰德确信，英国的这些特征是由冰川作用造成的，他和莱尔都强烈支持冰河时代理论，该理论在 19 世纪 70 年代得到了广泛接受。

约瑟夫·傅里叶 / 感谢维基媒体共享

在提出冰期概念之前，傅里叶在 1824 年根据物理学原理推理，地球的大气层使地球比真空状态下的温度更高。傅里叶认识到大气层有效地将可见光波传输到地球表面。地球随后吸收可见光并相应地发射红外辐射，但大气层对红外辐射的传输效率不高，因此增加了地表温度。他还怀疑人类活动可能影响辐射平衡和地球气候，尽管他主要关注土地利用的变化。在 1827 年的一篇论文中，傅里叶指出， [19]

人类社会的发展和进步，自然力量的作用，可以显著改变，在广大地区，地表的状态、水的分布和空气的大规模运动。这些效应能够使在许多世纪的过程中，平均温度发生变化；因为分析表达式包含与地表状态相关的系数，这些系数对温度有很大影响。

傅里叶的工作建立在之前的发现之上：1681 年，埃德梅·马里奥特指出，尽管玻璃对阳光是透明的，但它会阻挡辐射热。 [20][21] 大约在 1774 年，奥拉斯·本尼迪克特·德·索绪尔表明，非发光的热物体会发出红外热，并使用一个玻璃顶部的隔热箱来捕捉和测量阳光的热量。 [22][23]

物理学家克劳德·波意尔在 1838 年提出，水蒸气和二氧化碳可能会捕捉红外线并使大气变暖，但当时还没有这些气体吸收热辐射的实验证据。

尤妮斯·牛顿·富特于 1856 年认识到二氧化碳的吸热效应，并欣赏其对地球的启示。 [25] / 感谢互联网档案馆，维基共享资源

1856 年，尤妮斯·牛顿·富特考察了阳光对不同气体的加热效应，她描述了自己的实验，使用暴露在阳光下的玻璃管。对于压缩空气，太阳的加热效应比真空管更大，对于潮湿空气，比干燥空气更大。“第三，我发现太阳光的最强效应是在二氧化碳气体中。”（二氧化碳）她继续说：“这种气体的大气层会给我们的地球带来高温；如果，正如有些人所想，在其历史的某个时期，空气与它的混合比例比现在更大，那么由于它的作用以及重量的增加，必然会导致温度升高。”她的工作由约瑟夫·亨利教授在 1856 年 8 月美国科学促进协会会议上展示，并被描述为当时记者大卫·艾姆斯·韦尔斯写的一篇简短笔记；她的论文同年发表在美国科学和艺术杂志上。很少有人注意到这篇论文，它直到 21 世纪才被重新发现， [26][27][28][29]

约翰·丁达尔在 1859 年将傅里叶的工作推进了一步，当时他构建了一个装置来研究不同气体对红外辐射的吸收。他发现水蒸气、甲烷（CH 4 ）等碳氢化合物和二氧化碳（CO 2 ）强烈阻挡辐射。他明白如果没有这些气体，地球会迅速冻结。 [30][31]

一些科学家认为，冰河时期和其他重大气候变化是由于火山喷发中排放的气体量变化所导致的。但这只是众多可能原因之一。另一个明显的可能性是太阳活动变化。洋流的变化也可能解释许多气候变化。对于数百万年的变化，山脉的升高和降低会改变风和洋流的模式。或者，也许大陆的气候根本没有变化，但它因为极地漂移（北极移动到赤道曾经所在的位置或类似的位置）而变得温暖或凉爽。有数十种理论。

詹姆斯·克罗尔 / 感谢维基媒体共享

例如，在 19 世纪中叶，詹姆斯·克劳尔发表了关于太阳、月亮和行星的引力如何微妙地影响地球运动和方向的计算。地球轴倾斜和围绕太阳的轨道形状在持续数万年的周期中轻轻摆动。在某些时期，北半球在冬季获得的阳光会比其他世纪略少。雪会积累，反射阳光，导致一个自我维持的冰河时代。然而，大多数科学家认为克劳尔的观点——以及所有其他气候变化理论——都缺乏说服力。

1896 年：首次计算温室效应

到 19 世纪末，塞缪尔·皮尔普 oint·兰利和弗兰克·W·韦利 [35] 曾试图通过测量从月球发出并到达地球的红外辐射来确定月球表面的温度。

[36] 当科学家进行测量时，月球在天空中的角度决定了月球辐射需要穿过多少 CO 2 和水蒸气才能到达地球表面，因此当月球在天空中较低时，测量结果会较弱。鉴于科学家们几十年来已经知道红外辐射吸收，这一结果并不令人惊讶。

1896 年，斯万特·阿伦尼乌斯计算出大气中二氧化碳加倍将导致地表温度上升 5-6 摄氏度。/ 感谢维基媒体共享百科

1896 年，斯万特·阿伦尼乌斯利用兰利对月球光线以低角度穿过大气层时增加的红外吸收的观察，遇到更多的二氧化碳（CO 2 ），来估算未来二氧化碳（CO 2 ）减少对大气冷却的影响。他意识到较冷的大气将持有较少的水蒸气（另一种温室气体），并计算了额外的冷却效应。

这篇 1902 年的文章将一种理论归功于斯万特·阿伦尼乌斯，即煤炭燃烧最终可能导致人类灭绝。 [33] / 感谢维基媒体共享百科

他也意识到冷却会增加高纬度地区的冰雪覆盖，使地球反射更多阳光，

从而进一步降温，正如詹姆斯·克劳尔所假设的那样。总体而言，阿伦尼乌斯计算出，将二氧化碳浓度减半就足以产生一个冰河时代。他进一步计算出，大气中二氧化碳浓度加倍将导致总升温 5 至 6 摄氏度。

此外，阿伦尼乌斯的同事阿维德·霍格博姆，在阿伦尼乌斯 1896 年的研究《大气中二氧化碳对地球温度的影响》中被大量引用，他一直在尝试量化自然排放源中的 CO 排放，以了解全球碳循环。霍格博姆发现，19 世纪 90 年代（主要是煤炭燃烧）的工业来源的碳产量与自然来源相当。阿伦尼乌斯看到，这种人类排放的碳最终会导致能量平衡变暖。然而，由于 1896 年 CO 排放的相对较低速率，阿伦尼乌斯认为变暖将需要数千年，他预计这对人类是有益的。1908 年，他根据燃料使用率的不断增长，将这一预测修正为数百年的时间，并认为在他的一生中这将有益于人类。

T. C. 查默林 / 威斯康星大学麦迪逊分校档案馆，维基共享资源

1899 年，托马斯·克罗德·钱伯林详细阐述了气候变化可能由大气中二氧化碳浓度变化引起的观点。钱伯林在其 1899 年的著作《基于大气原因尝试构建冰川期成因的工作假说》中写道：

通过泰恩达尔、莱彻、普雷特纳、凯勒、伦琴和阿伦尼乌斯的调查，已经表明大气中的二氧化碳和水蒸气具有显著的吸收和暂时保留热辐射的能力，而大气中的氧气、氮气和氩气只有微弱地具备这种能力。因此，二氧化碳和水蒸气的作用是在地球上形成一层热吸收层……大气中二氧化碳和水蒸气数量大大增加或减少的一般结果可以概括如下：

• a. 通过导致对太阳辐射能的更大吸收，增加会提高平均温度，而减少则会降低。阿伦尼乌斯博士基于对兰利教授观察结果的详细数学讨论，估计二氧化碳含量增加到现在的两到三倍将使平均温度升高 8°或 9°C，并将带来类似于中生代中期的温和气候。另一方面，将大气中二氧化碳的含量减少到现在的 55%至 62%，将使平均温度降低 4 或 5°C，这将引发与更新世时期相当的大规模冰川期。
• b. 大气中二氧化碳含量增减的第二个影响是，一方面使地表温度趋于均衡，另一方面则使地表温度产生差异。[…] [43]

这篇 1912 年的文章，最早发表在《大众机械》杂志上，简要地描述了温室效应，说明了燃烧煤炭如何产生导致气候变化的二氧化碳。 [34] / 感谢维基媒体共享百科

温室效应这一术语是由 Nils Gustaf Ekholm 于 1901 年提出的。 [44][45]

20 世纪以来

20 世纪初至 50 年代：古气候和太阳黑子

温室效应对气候的影响在 20 世纪初就向公众呈现，正如这篇 1912 年《大众机械》杂志文章简洁地描述的那样。/ 感谢维基媒体共享资源

Arrhenius 的计算受到质疑并被纳入关于大气变化是否导致冰期的更大辩论中。在实验室中测量红外吸收的实验似乎表明，由于二氧化碳水平增加而产生的差异很小，还发现了一氧化碳和水分子的吸收之间存在显著重叠，所有这些都表明增加的二氧化碳排放对气候的影响很小。这些早期实验后来被发现，考虑到当时的仪器，不够准确。许多科学家还认为，海洋会迅速吸收任何多余的二氧化碳。 [39]

其他关于气候变化原因的理论也并不比这更好。主要进展在于观测古气候学，因为地质学各个领域的科学家们制定出了揭示古代气候的方法。1929 年，Wilmot H. Bradley 发现，在湖泊底部沉积的黏土年层显示了气候周期。Andrew Ellicott Douglass 在树木年轮中看到了气候变化的有力迹象。他注意到在干旱年份年轮较薄，因此报告了来自太阳变化的气候效应，尤其是与之前威廉·赫歇尔和其他人注意到的 17 世纪太阳黑子稀少（马德勒最小值）有关。然而，其他科学家却找到了充分的理由怀疑树木年轮能否揭示除随机区域变化之外的其他内容。树木年轮对气候研究的价值直到 20 世纪 60 年代才得到稳固的确认。 [46][47]

通过 20 世纪 30 年代，最坚定的太阳-气候联系倡导者是天体物理学家查尔斯·格里利·阿博特。到 20 世纪 20 年代初，他得出结论，太阳的“恒定”被误命名了：他的观察显示出了很大的变化，他将这些变化与太阳黑子穿过太阳表面联系起来。他和少数其他人一直研究这个话题到 20 世纪 60 年代，坚信太阳黑子变化是气候变化的主要原因。其他科学家持怀疑态度。 [46][47] 尽管如此，在 20 世纪 20 年代和 30 年代，试图将太阳周期与气候周期联系起来是流行的。受尊敬的科学家宣布了他们认为足够可靠以进行预测的相关性。 sooner or later，每个预测都失败了，这个话题陷入了信誉危机。 [48]

米尔蒂奇·米兰科维奇 / 感谢维基媒体共享

与此同时，米卢廷·米尔科维奇在詹姆斯·克罗尔理论的基础上，改进了计算太阳辐射随太阳和月亮逐渐扰动地球轨道而变化的距离和角度的繁琐工作。一些关于泥炭层（在湖泊底部覆盖的泥中可见的层）的观察结果与大约持续 21,000 年的米尔科维奇周期的预测相吻合。然而，大多数地质学家都摒弃了这一天文理论。因为他们无法将米尔科维奇的时间与被接受的序列相吻合，而这个序列只有四个冰河时期，它们的持续时间都远超过 21,000 年。 [49]

1938 年，盖·斯图尔特·卡伦德试图复兴阿伦尼乌斯的大气温室效应理论。卡伦德提出了过去半个世纪气温和大气中二氧化碳水平都在上升的证据，并认为新的光谱测量表明这种气体在大气中能有效吸收红外线。尽管如此，大多数科学观点仍然对该理论表示质疑或忽视。

1950 年代至 1960 年代：日益关注

20 世纪 50 年代，更好的光谱学显示，二氧化碳和水分子的吸收线并不完全重叠。气候学家也意识到，上层大气中水分子的含量很少。这两个发展都表明，二氧化碳温室效应不会被水分子所淹没。

查尔斯·基林，在 2001 年接受乔治·W·布什颁发的国家科学奖章。/ 感谢美国国家科学基金会，维基媒体共享资源

1955 年，汉斯·苏斯对碳-14 同位素的分析显示，来自化石燃料释放的 CO 2 并不会被海洋立即吸收。1957 年，对海洋化学的更好理解使罗杰·雷维尔意识到，海洋表层吸收二氧化碳的能力有限，并预测了 CO 2 水平的上升，后来这一预测被查尔斯·戴维·基林证实。 [52] 到了 20 世纪 50 年代末，越来越多的科学家认为二氧化碳排放可能成为一个问题，其中一些人在 1959 年预测，到 2000 年 CO 2 将上升 25%，可能对气候产生“激进”的影响。 [39] 在 1959 年美国石油工业百年庆典上，由美国石油协会和哥伦比亚大学商学院组织，爱德华·泰勒说：“据计算，二氧化碳浓度增加 10%所对应的温度上升足以融化冰盖并淹没纽约。……目前，大气中的二氧化碳浓度比正常水平上升了 2%。” 到 1970 年，可能达到 4%，到 1980 年，达到 8%，到 1990 年，达到 16%，如果我们继续以纯粹传统燃料的使用呈指数增长。” [53] 在 1960 年，查尔斯·戴维·凯林展示了大气中二氧化碳（CO2）的浓度实际上在上升。随着大气二氧化碳（CO2）的“凯林曲线”逐年上升，担忧也在逐年增加。 2

另一个关于气候变化性质的线索来自 20 世纪 60 年代中期，Cesare Emiliani 对深海岩芯的分析以及 Wallace Broecker 及其同事对古珊瑚的分析。他们发现，并非四个漫长的冰期，而是存在大量较短冰期，且按规律排列。似乎冰期的时机是由米尔科维奇循环的小幅轨道偏移所决定的。尽管这一观点仍有争议，但有些人开始提出，气候系统对微小变化敏感，并且可以轻易地从稳定状态转变为另一种状态。 [49]

科学家们同时开始使用计算机来开发更复杂的阿伦尼乌斯计算版本。1967 年，利用数字计算机数值积分吸收曲线的能力，杉村万寿夫和理查德·威瑟尔阿尔德进行了首次详细计算温室效应，包括对流（“万寿夫-威瑟尔阿尔德一维辐射-对流模型”）。他们在没有未知反馈（如云层变化）的情况下发现，从当前水平加倍二氧化碳将导致全球温度大约上升 2°C。为此，以及相关研究，万寿夫获得了 2021 年诺贝尔物理学奖的一部分。

到 20 世纪 60 年代，气溶胶污染（烟雾）已成为许多城市的一个严重的地方性问题，一些科学家开始考虑颗粒污染的冷却效应是否会影响全球温度。科学家们不确定颗粒污染的冷却效应或温室气体排放的增温效应哪个会占主导地位，但无论如何，他们开始怀疑如果不在 21 世纪早期，人类排放可能会在 21 世纪对气候造成破坏。在 1968 年出版的《人口炸弹》一书中，保罗·R·艾尔里希写道：“温室效应正在因二氧化碳水平的极大增加而增强……[这]正被由尾迹、灰尘和其他污染物产生的低层云所抵消……目前我们还无法预测我们使用大气作为垃圾场将产生的总体气候结果。”

WB-29 超级堡垒，20 世纪 50 年代初在阿拉斯加用于气象侦察。这种机型由美国气候学家、美国空军气象军官 J. Murray Mitchell 使用。/ 感谢维基媒体共享百科

1938 年开始建立全球温度记录的努力在 1963 年达到高潮，当时 J. Murray Mitchell 展示了第一份最新的温度重建。他的研究涉及来自 200 多个气象站的数据，这些数据由世界气象记录收集，用于计算纬度平均温度。在他的演讲中，Murray 展示了从 1880 年开始，全球温度稳步上升直到 1940 年。之后，出现了一种多十年降温趋势。Murray 的工作有助于全球降温趋势可能性的整体接受。 [58][59]

1965 年，美国总统林登·B·约翰逊的科学顾问委员会发布的里程碑式报告《恢复我们环境的品质》警告了化石燃料排放的有害影响：

大气中残留的部分可能对气候产生重大影响；二氧化碳对可见光几乎透明，但它是一种强烈的红外辐射吸收和反射体，尤其是在 12 到 18 微米波长范围内；因此，大气中二氧化碳的增加可能会像温室中的玻璃一样，提高下层空气的温度。 [42]

委员会利用了查尔斯·戴维·凯灵及其同事最近可用的全球温度重建和二氧化碳数据来得出结论。他们宣布大气中二氧化碳水平的上升是燃烧化石燃料的直接结果。委员会得出结论，人类活动的影响足够大，足以产生重大、全球性的影响——而不仅仅是活动发生的地区。“人类正在不知不觉中进行一项巨大的地球物理实验”，委员会写道。 [59]

诺贝尔奖获得者格伦·T·西博格，美国原子能委员会主席，在 1966 年对气候危机发出警告：“以我们目前向大气中增加二氧化碳的速度（每年六十亿吨），在接下来的几十年内，大气热量平衡可能会发生足够大的变化，从而产生显著的气候变化——即使到那时我们在天气改造计划上取得了巨大进步，我们可能也无法控制这些变化。”

斯坦福研究学院为美国石油协会进行的一项 1968 年的研究指出： [61]

如果地球温度显著上升，可能会发生一些事件，包括南极冰盖融化、海平面上升、海洋变暖和光合作用增加。……雷维尔指出，人类现在正与环境、地球进行一场巨大的地球物理实验。到 2000 年，几乎可以肯定会发生显著的温度变化，这些变化可能导致气候变化。

1969 年，北约成为第一个在国际层面处理气候变化的候选人。当时计划在民用领域建立一个组织的研究和倡议中心，处理环境问题，如酸雨和温室效应。美国总统理查德·尼克松的建议并未在德国总理库尔特·乔治·基辛格的政府中得到很好的响应。但德国当局对北约提案所做的工作和话题在国际上获得了动力，（例如，参见 1970 年的斯德哥尔摩联合国人类环境会议）因为威利·勃兰特政府开始将这些话题应用于民用领域。

同年，米哈伊尔·布迪科发表了一种关于冰-反照率反馈的理论，这是今天所知的北极放大效应的基础元素。 [63] 同年，威廉·D·塞尔 lers 也发表了一个类似模型。 [64] 这两项研究都引起了广泛关注，因为它们暗示了全球气候系统中可能存在失控的正面反馈的可能性。 [65]

20 世纪 70 年代：科学家越来越多地预测变暖

1965 至 1975 年期间相对于 1937 至 1946 年平均温度的均温异常。当时该数据集不可用。/感谢维基媒体共享资源

在 20 世纪 70 年代初，全球范围内气溶胶增加的证据以及全球温度序列显示降温，促使里德·布里森和一些人警告可能出现的严重降温。布里森和其他人提出的问题和担忧引发了对全球降温因素的新一轮研究。与此同时，新的证据表明冰期的发生是由可预测的轨道周期决定的，这表明气候将逐渐降温，持续数千年。这一时期的几个科学小组得出结论，需要更多研究来确定是升温还是降温更有可能，表明科学文献中的趋势尚未形成共识。然而，对未来一个世纪的研究表明，从 1965 年到 1979 年的科学文献调查中，有 7 篇文章预测降温，44 篇文章预测升温（许多其他关于气候的文章没有做出预测）；在随后的科学文献中，升温文章被引用得更多。 [59] 对全球变暖和温室气体的研究受到更多重视，预测变暖的研究比预测变冷的研究多近六倍，这表明科学家们对变暖的担忧主要在于温室效应。 [59]

约翰·索耶于 1972 年发表了《人造二氧化碳与“温室”效应》的研究。 [69] 他总结了当时科学的知识，包括二氧化碳温室气体的人为归因、分布和指数增长，这些发现至今仍有效。此外，他还准确地预测了 1972 年至 2000 年间的全球变暖速度。 [70][71]

到本世纪末预计增加 25%的二氧化碳，因此相当于全球温度上升 0.6°C——这个数值略大于近几个世纪的气候变化。 —— 约翰·索耶，1972 年

20 世纪 70 年代初编制的第一批卫星记录显示，北半球的冰雪覆盖面积正在增加，这促使人们进一步审视全球变冷的可能性。 [59] J. Murray Mitchell 在 1972 年更新了他的全球温度重建，这继续显示出变冷的趋势。 [59][72] 然而，科学家们确定，Mitchell 观察到的变冷并非全球现象。全球平均气温的变化，很大程度上是由于亚洲和北美部分地区在 1972 年和 1973 年经历的异常严冬，但这些变化主要局限于北半球。在南半球，观察到了相反的趋势。然而，这些严冬将全球变冷的问题推到了公众视野中。 [59]

当时的主流新闻媒体夸大了少数预期即将降温的人的警告。例如，1975 年，《新闻周刊》杂志发表了一篇题为“冷却的世界”的文章，警告说“地球天气模式开始变化的危险迹象”。 [73] 这篇文章引用了关于北半球地区雪和冰增加的研究，以及里德·布赖森对全球冷却将主导二氧化碳变暖的担忧和主张。 [59] 文章接着说，全球冷却的证据如此强烈，以至于气象学家们“很难跟上”。 [73] 2006 年 10 月 23 日，《新闻周刊》发布了一份更新，称其“对近期未来的预测完全错误”。 [74] 尽管如此，这篇文章和其他类似的文章对公众对气候科学的看法产生了长期影响。 [59]

备忘录致总统：

化石 CO2 的释放和

灾难性气候变化的可能性

（在 60 年内：）由于大气中 CO2 的“温室效应”，浓度的增加将导致全球气候变暖，幅度在 0.5 至 5°C 之间。

……如此快速气候波动对环境的影响可能是灾难性的，需要前所未有的重要和困难的冲击评估。快速气候变化可能导致大规模作物歉收，而此时世界人口的增长已经将农业生产力推向极限。

……问题的紧迫性源于我们无法在 2000 年之后不久气候效应变得明显时迅速转向非化石燃料资源；……

弗兰克·普雷斯，1977 年 7 月 7 日 [75] ，美国卡特总统的首席科学顾问

冰川效应描述了由于冰川期高纬度地区冰盖增长，海水氧同位素组成的改变。/ 感谢维基媒体共享百科

在另一项研究中，尼古拉斯·沙克莱顿及其同事于 1976 年发表的对深海岩心的分析显示，冰河时代的时间主要由 10 万年一次的米兰科维奇轨道变化所主导。这出乎意料，因为在这个周期中阳光的变化微乎其微。这一结果强调了气候系统是由反馈驱动的，因此对条件的小幅变化非常敏感。 [17]

1977 年的一份备忘录（见引号框）由卡特总统的首席科学顾问弗兰克·普雷斯警告可能发生灾难性的气候变化。然而，其他问题——如污染物对健康的已知危害，以及避免对其他国家的能源依赖——似乎更为紧迫和迫切。能源部长詹姆斯·施莱辛格建议，“这个问题的政策含义仍然过于不确定，不足以证明总统的介入和政策倡议的必要性”，而化石燃料行业开始对气候科学产生怀疑。

1979 年世界气象组织世界气候大会（2 月 12 日至 23 日）得出结论：“大气中二氧化碳含量增加可能导致对流层逐渐变暖，尤其是在高纬度地区。……在世纪末之前，可能检测到一些区域性和全球性的影响，并在下个世纪中叶之前变得显著。” [85]

1979 年 7 月，美国国家研究委员会发布了一份报告，其中部分结论为：

当假设大气中 CO 2 含量加倍并达到统计热平衡时，更现实的建模努力预测全球地表温度将上升 2°C 至 3.5°C，高纬度地区的增幅更大。…我们尝试过，但未能找到任何被忽视或低估的物理效应，这些效应能够将目前估计的由于大气中 CO 2 加倍而导致的全球变暖减少到可忽略不计的比例，或完全逆转。

在一周前卡特总统离任之前，白宫环境质量委员会（CEQ）发布了包括建议将全球平均气温限制在比工业化前水平高出 2°C 的报告，这是 2015 年巴黎气候协定中达成的一项目标。

1980 至 1988 年：共识开始形成

詹姆斯·汉森在 1988 年向国会作证时，向公众警示了全球变暖的危险。/ NASA，维基媒体共享

到 20 世纪 80 年代初，1945 年至 1975 年的轻微降温趋势已经停止。由于环境立法和燃料使用的变化，许多地区的气溶胶污染已经减少，并且很明显，在二氧化碳水平持续增加的同时，气溶胶的冷却效果不会显著增加。

汉森等人发表了 1981 年的研究《增加大气二氧化碳的气候影响》，并指出：

研究表明，人为二氧化碳引起的温室效应将在本世纪末从自然气候变率的噪声水平中显现出来，20 世纪 80 年代出现变暖的可能性很高。21 世纪对气候的潜在影响包括北美和亚洲中部可能形成干旱易发区，这是气候带转移的一部分，西南极冰盖侵蚀导致全球海平面上升，以及传说中的西北航道可能开通。 [88]

1982 年，汉斯·奥舍格、威利·丹斯加德及其合作者钻取的格陵兰冰芯揭示了在过去一个世纪中发生的剧烈温度波动。 [89] 他们记录中的变化中最显著的一次与欧洲湖泊沉积物中花粉类型转变所反映的剧烈的尤斯特拉尔干斯气候波动相对应。显然，在人类的一生中可能发生剧烈的气候变化。

1973 年，詹姆斯·洛夫洛克推测氯氟烃（CFCs）可能具有全球变暖效应。1975 年，V.拉马南发现，一个 CFC 分子在吸收红外辐射方面的效果可能比二氧化碳分子强 10,000 倍，尽管它们在大气中的浓度非常低，但 CFCs 可能仍然具有重要意义。虽然早期对 CFCs 的研究主要集中在它们对臭氧层破坏的作用上，但到 1985 年，拉马南和其他人表明，CFCs 与甲烷和其他痕量气体一起，可能具有与 CO 2 增加几乎同样重要的气候效应。换句话说，全球变暖的速度将是预期的两倍。 [90]

自 1980 年代以来，给定十年间的全球平均地表温度几乎总是高于前一个十年的平均温度。/ 感谢英国气象局哈德莱中心，维基共享资源

1985 年，联合国环境规划署/世界气象组织/国际科学联合会理事会关于“评估二氧化碳和其他温室气体在气候变化及其相关影响中的作用”的联合会议得出结论，温室气体“预计”将在下一个世纪导致显著的变暖，并且一些变暖是不可避免的。 [91]

与此同时，一支法苏联合队在南极洲的沃斯托克站钻取的冰芯显示，在过去的大冰期中，二氧化碳浓度和温度一起经历了大幅度的波动。这以完全独立于计算机气候模型的方式证实了二氧化碳与温度的关系，从而强烈地加强了正在形成的科学共识。这些发现还指向了强大的生物和地球化学反馈。 [92]

1988 年 6 月，詹姆斯·E·汉森做出了首次评估，认为人为引起的变暖已经对全球气候产生了可测量的影响。 [93] 不久之后，一场名为“世界气候变化大会：对全球安全的启示”的会议在多伦多召开，汇集了数百名科学家和其他人士。他们得出结论，由于人为污染导致的大气变化“对国际安全构成了重大威胁，并且已经在全球许多地区产生了有害后果”，并宣布到 2005 年，世界应该将其排放量降低 20%以上，以低于 1988 年的水平。 [94]

20 世纪 80 年代，在应对全球环境挑战方面取得了重要突破。通过《维也纳公约》（1985 年）和《蒙特利尔议定书》（1987 年），缓解了臭氧层破坏。酸雨主要在国家及地区层面进行监管。

1988 年至今：科学家之间共识增加

科学共识：关于人类引起的全球变暖的因果关系的科学共识（2010-2015）表明，共识水平与气候科学的专业知识相关。 [95] 2019 年的一项研究发现科学共识达到 100%， [96] 2021 年的一项研究得出结论，共识超过了 99%。 [97] 另一项 2021 年的研究发现，98.7%的气候专家表示，地球变暖主要是由于人类活动。 [98] / 感谢维基媒体共享百科

1988 年，世界气象组织在联合国环境规划署的支持下成立了政府间气候变化专门委员会。IPCC 至今仍在开展工作，并发布了一系列评估报告和补充报告，描述了每次报告准备时的科学理解状态。这一时期的科学发展大约每五到六年总结一次，在 IPCC 评估报告中发布，包括 1990 年（第一份评估报告）、1995 年（第二份评估报告）、2001 年（第三份评估报告）、2007 年（第四份评估报告）、2013/2014 年（第五份评估报告）以及 2021 年第六份评估报告。2001 年的报告首次明确指出，观测到的全球温度升高“很可能”是由于人类活动造成的。这一结论特别受到所谓的曲棍球棒图的影响，该图显示历史温度的急剧上升与温室气体排放的上升同时发生，以及海洋热含量变化的观测，这些变化具有与计算机模型计算出的温室效应模式相匹配的“特征”。 截至 2021 年报告时，科学家们有了更多额外的证据。首先，从遥远的过去几个时代的古温度测量，以及自 19 世纪中叶以来的温度变化记录，可以与二氧化碳水平测量结果相匹配，从而为超级计算机模型计算提供独立证实。

这些发展关键依赖于庞大的全球观测计划。自 1990 年代以来，对历史和现代气候变化的研究迅速扩展。世界气候研究计划（成立于 1980 年）提供了国际协调，并越来越多地围绕为 IPCC 报告提供输入而进行。全球海洋观测系统、综合碳观测系统和美国国家航空航天局的地球观测系统等测量网络使得对正在发生的变化的原因和影响进行监测成为可能。研究也得以拓展，将地球科学、行为科学、经济学和安全性等多个领域联系起来。

研究人类活动与自然原因的相对重要性

过去 50 年地表空气温度的变化。北极地区升温最明显，陆地上的温度普遍高于海面温度。/ 感谢 NASA，维基媒体共享资源

气候变化研究中一个具有历史意义的问题关注的是在仪器记录时期人类活动与自然原因的相对重要性。在 1995 年第二次评估报告（SAR）中，IPCC 提出了广为引用的声明：“证据平衡表明人类对全球气候有可识别的影响”。短语“证据平衡”暗示了（英语）普通法在民事诉讼而非刑事诉讼中所需的证明标准：不如“排除合理怀疑”高。2001 年第三次评估报告（TAR）对此进行了细化，表示“有新的、更强的证据表明，过去 50 年观察到的大部分变暖归因于人类活动”。 [100] 2007 年第四次评估报告（AR4）加强了这一发现：

• “人类活动导致的气候系统变暖是普遍存在的，可以在地表、自由大气层和海洋的温度观测中检测到。自 TAR 以来，关于外部影响（包括人为和自然因素）对气候系统影响的确凿证据一直在不断积累。”

其他 IPCC 第四次评估报告的发现包括：

• “在过去半个世纪中，全球变暖的模式极不可能（小于 5%）没有外部强迫（即，与内部变率的结果不一致），并且几乎不可能仅由已知自然外部原因引起。这种变暖既发生在海洋中，也发生在大气中，并且发生在自然外部强迫因素可能产生冷却的时间。”
• “根据对温室气体、气溶胶和地表变化引起的综合人为强迫作用的新估计，人类活动自 1750 年以来对气候产生了显著的净增温影响的可能性极高（>95%）。”
• “人类活动产生的气溶胶几乎肯定会产生净负辐射强迫（冷却影响），在北半球的这种影响比南半球更大。” [102]

以下是一些关于这一问题的科学研究的成果：

• 1996 年，在《自然》杂志上发表的一篇题为“寻找人类对大气热结构的影响”的论文中，Benjamin D. Santer 等人写道：“从 1963 年到 1987 年，自由大气中观测到的温度变化的空间模式与包含二氧化碳、人为硫酸盐气溶胶和同温层臭氧浓度变化的组合的先进气候模型预测的模式相似。模型和观测之间的模式相似度随着这一时期而增加。这种趋势可能是部分由于人类活动造成的，尽管许多不确定性仍然存在，尤其是与自然变率估计相关的。” [105]
• 一篇 2002 年发表在《地球物理研究杂志》上的论文表示：“我们的分析表明，20 世纪初的升温最好由温室气体增加和自然强迫引起的升温、其他人为强迫引起的部分降温以及内部变率的重大但并非不合理的贡献共同解释。在 20 世纪后半叶，我们发现升温主要是由温室气体变化引起的，硫酸盐和可能还有火山气溶胶的变化抵消了大约三分之一的升温。” [106][107]
• 国际临时检测与归因小组于 2005 年对检测与归因研究进行的一项综述 [108] 发现：“自然驱动因素，如太阳活动和火山活动，最多只能部分解释过去一个世纪观察到的大规模温度变化，并且过去 50 年中大部分升温可以归因于温室气体增加。因此，最近的研究支持并加强了 IPCC 第三次评估报告的结论，即‘过去 50 年全球大部分升温很可能是由于温室气体增加引起的。’”
• 巴内特及其同事（2005 年）表示，观测到的海洋变暖“不能由自然内部气候变率或太阳和火山强迫解释，但被两个人为强迫的气候模型很好地模拟”，得出结论“这是人为起源的，这一结论对观测样本和模型差异具有稳健性”。
• 2005 年 8 月，《科学》杂志上的两篇论文解决了当时在 TAR 报告中显现的平流层温度趋势问题。记录中的 UAH 版本存在错误，并且在无线电探空仪记录中存在虚假的降温趋势，尤其是在热带地区。详见卫星温度测量细节；以及 2006 年美国 CCSP 报告。 [112]

术语发展

术语“气候紧急情况”和“气候危机”常被活动家使用，并在学术论文中越来越常见。 [113] / 遵循互联网档案馆，维基共享资源

在 20 世纪 80 年代之前，不清楚增加的温室气体产生的增温效应是否比空气污染中悬浮颗粒的降温效应更强。科学家使用“无意气候改造”这个术语来指代当时人类对气候的影响。

在 20 世纪 80 年代，全球变暖和气候变化这两个术语变得更加常见，常常被互换使用。科学上，全球变暖仅指地表温度升高，而气候变化描述了全球变暖及其对地球气候系统的影响，如降水变化。气候变化也可以更广泛地用来包括地球历史上发生的气候变化。全球变暖——最早在 1975 年使用——在 NASA 气候科学家詹姆斯·汉森在 1988 年美国参议院的证词中使用后，成为了更流行的术语。自 2000 年代以来，气候变化的使用频率增加。现在，各种科学家、政治家和媒体使用气候危机或气候紧急状态来谈论气候变化，而用全球变暖代替全球变暖。

被推翻的理论和调和的明显差异

关于温度测量站位置的讨论

陆地上用于温度测量的斯图文森屏外观。/ 维基媒体共享资源提供

有人试图基于城市热岛效应、地表观测站网络的质量以及有关温度记录存在未经授权调整的断言，来引发公众对仪器温度记录准确性的争议。 [121][122]

用于计算全球温度记录的气象站并非均匀分布在全球各地，而且随着时间的推移，它们的分布也发生了变化。19 世纪 50 年代时气象站数量很少，直到 1951 年至 1990 年期间，数量才达到目前的 3000 多座。 [123]

2001 年 IPCC 第三次评估报告（TAR）承认城市热岛效应是一个重要的局部效应，但引用了历史数据分析，指出城市热岛效应对全球温度趋势的影响至 1990 年不超过 0.05°C（0.09°F）。 [124] Peterson（2003）发现城市和农村地区观察到的升温没有差异。 [125]

帕克（2006）发现，在平静和有风的夜晚之间，温度升高的差异并不明显。由于城市热岛效应在平静的夜晚最强，而在有风的夜晚较弱或不存在，这被视为全球温度趋势并未受到城市效应显著污染的证据。 [126] 皮尔克和松井发表了一篇论文，不同意帕克的观点。 [127]

2005 年，罗杰·A·皮尔克和斯蒂芬·麦金太尔批评了美国的仪器温度记录及其调整，皮尔克和其他人批评了美国许多气象站选址质量差。 [128][129] 2010 年的一项研究考察了温度站的选址，发现那些选址不佳的测量站显示出轻微的降温偏差，而不是否认者所提出的升温偏差。 [130][131]

加州大学伯克利分校地球表面温度小组对陆地温度记录进行了独立评估，审查了质疑者提出的问题，例如城市热岛效应、站点质量不佳和数据选择偏差的风险。初步结果于 2011 年 10 月公布，发现这些因素并没有偏颇 NOAA、哈德莱中心与气候研究单元（HadCRUT）以及美国宇航局全球气温监测系统（GISS）在先前研究中获得的结果。该小组还确认，在过去 50 年里，陆地表面温度上升了 0.911°C，他们的结果与这些先前研究的结果非常接近。 [132][133][134][135]

热带对流层温度增加的明显差异

地球对流层图片，展示了从低到高不同高度的云层投射的阴影。太阳光在海面上反射，在日落时分经过对流层大部分区域后，被过滤成红色光芒。上方平躺的平流层在地平线上可见，呈现出其特有的蓝色散射光芒。/ 感谢 NASA，维基媒体共享资源

一般环流模型和基本物理考虑因素预测，在热带，对流层温度应比地表温度更快地增加。2006 年向美国气候变化科学计划提交的一份报告指出，模型和观测数据在月度和年际时间尺度上对此放大现象达成一致，但在大多数观测数据集中，对于十年时间尺度上的放大现象并不一致。

改进的测量和分析技术解决了这一差异：校正的浮标和卫星地表温度略低，校正的卫星和无线电探空仪对热带对流层的测量略高。 [136] 卫星温度测量显示对流层温度“以与地表温度相似的速率”增加，导致 IPCC 在 2007 年得出结论，这一差异已得到解决。 [137]

爱丽丝假设

理查德·林德森，他在麻省理工学院的同事对其进行了事实核查和反驳。/ C-SPAN

虹膜假说是一种由理查德·林德森及其同事于 2001 年提出的假说，该假说认为热带海面温度的升高会导致卷云减少，从而增加地球大气层向外太空辐射的红外线泄漏。他对云层覆盖变化和红外线辐射到太空的模型效应的研究似乎支持了这一假说。这种红外线泄漏被假设为一种负反馈，其中初始的升温会导致整体表面冷却。

虹彩效应云层捕获辐射的想法是合理的，但它忽略了阻挡 incoming sun’s rays 的更大补偿效应，以及云层高度变化的影响。此外，论文中发现了许多错误。因此，虹彩效应不再在当前关于气候变化的科学共识中发挥作用。

表面“南极冷却”差异

人类活动产生的温室气体排放导致的气候变化在地球上无处不在，尽管南极洲相对于其他大陆来说对气候变化的影响较小，但南极洲的气候变化已经得到观察。自 1957 年以来，整个大陆的平均气温上升了超过 0.05°C/十年，尽管这种上升并不均匀。从 20 世纪 50 年代到 21 世纪初，西南极洲的气温以超过 0.1°C/十年的速度变暖，而暴露在南极半岛的气温自 20 世纪中叶以来上升了 3°C（5.4 华氏度），而较冷且更稳定的东南极洲直到 21 世纪初一直在经历降温。在南极洲周围，南大洋吸收了比任何其他海洋更多的热量，特别是在深度低于 2,000 米（6,600 英尺）的地方以及西南极洲周围，自 1955 年以来，这里的气温上升了 1°C（1.8 华氏度）。

南极领海变暖导致冰架减弱或完全崩塌，这些冰架漂浮在冰川近海处，并稳定冰川。许多沿海冰川正在失去质量并退缩，这导致南极洲净年冰量减少，即使东南极冰盖在内陆仍在增加冰量。到 2100 年，仅南极洲的净冰量减少预计将使全球海平面上升约 11 厘米（5 英寸）。然而，如果海洋冰盖不稳定在 2100 年之前被触发，西南极洲可能还会额外贡献数十厘米。随着温度升高，不稳定现象将更加可能，并可能使 21 世纪的整体海平面上升翻倍。

冰的新融水，每年 1100-1500 亿吨（GT），稀释了南极底层咸水， [153][154] 从而削弱了南大洋翻转环流的下层。 [149]: 1240  一些研究初步表明，环流可能在全球变暖 1.7°C（3.1°F）至 3°C（5.4°F）之间完全崩溃， [155] 尽管其全部影响预计将在多个世纪内展开。这包括南半球降水量减少但北半球增加，以及南大洋渔业最终可能下降，某些海洋生态系统可能崩溃。 [156] 此外，尽管许多南极物种尚未被发现，但已有记录显示植物和大型动物如企鹅正在努力保留适宜的栖息地。在无冰陆地上，永久冻土融化，不仅释放了温室气体，还释放了以前冻结的污染。 [157]

西南极冰盖最终可能全部融化，除非温度降低至 2020 年水平以下 2°C（3.6 华氏度）。 [158][159][160] 这个冰盖的消失需要 2,000 至 13,000 年， [161] 尽管几个世纪的较高排放可能会将其缩短至 500 年。 [162][163] 如果冰盖崩塌但留下山上的冰帽，海平面将上升 3.3 米（10 英尺 10 英寸），如果这些冰帽也融化，则上升 4.3 米（14 英尺 1 英寸）。 [164] 等静压反弹也可能在接下来的 1,000 年内使全球海平面再上升约 1 米（3 英尺 3 英寸）。 [165] 东南极冰盖更加稳定，可能只会从当前升温水平导致 0.5 米（1 英尺 8 英寸）至 0.9 米（2 英尺 11 英寸）的海平面上升，这仅是包含在完整冰盖中的 53.3 米（175 英尺）的一小部分。 [164] 大约在 3°C（5.4 华氏度）时，像威尔克斯盆地和奥罗拉盆地这样的脆弱地点可能在约 2,000 年内崩塌， [166] 这将使海平面上升 6.4 米（21 英尺 0 英寸）。 [162][163] 东南极冰盖只有在全球变暖 5°C（9.0 华氏度）至 10°C（18 华氏度）之间时才会完全融化，并且消失需要至少 10,000 年。 [164]

太阳变化

一些气候变化否认者认为，太阳活动变化是观测到的全球变暖的一个重要原因，这将降低人为原因的相对重要性。然而，这一观点并未得到气候变化科学共识的支持。科学家们拒绝接受自 1850 年以来全球平均地表温度记录中观测到的变暖是由于太阳活动变化： “1985 年后观测到的全球平均温度的快速上升不能归因于太阳活动变化，无论采用何种机制，无论太阳活动变化被放大多少。” [167]

共识观点是，自 1750 年以来，太阳辐射可能增加了 0.12 W/m 2 ，而净人为强迫为 1.6 W/m 2 。 [168]: 3  早在 2001 年，IPCC 第三次评估报告就发现，“过去二十年和可能过去四十年，两个主要自然因素（太阳变化和火山气溶胶）的综合辐射强迫变化估计为负。” [169]

一些研究表明，根据太阳黑子活动和其他因素，当前太阳活动水平在历史上是较高的。太阳活动可能通过太阳输出的变化，或者更推测性地，通过间接影响云量来影响气候。Solanki 及其同事提出，过去 60 到 70 年的太阳活动可能是过去 8000 年来的最高水平，然而他们表示“太阳变率不太可能是过去三十年强烈变暖的主导原因”，并得出结论“自[1970 年]以来强烈变暖的最大 30%可能是太阳起源的”。 [170] 其他人不同意这项研究，认为在过去几千年中，类似的高活动水平已经发生多次。 [171] 他们得出结论，“太阳活动重建表明，只有一小部分最近全球变暖可以由变化的太阳来解释。” [172]

太阳活动

太阳辐射（黄色）与温度（红色）自 1880 年以来的变化图。/ 感谢 NASA，维基共享资源

太阳活动在气候变化中的作用也通过使用“代理”数据集，如树木年轮，在更长的时间段内进行了计算。模型表明，太阳和火山强迫可以解释公元 1000 年至 1900 年间的相对温暖和寒冷时期，但需要人为引起的强迫来重现 20 世纪末的变暖。

另一条反对太阳导致近期气候变化的证据来自于观察地球大气层不同层次的温度是如何变化的。

美国环境保护署（美国环保署，2009 年）对气候变化归因的公众意见进行了回应。 [176] 一些评论者认为，最近的气候变化可以归因于太阳辐射强度的变化。根据美国环保署（2009 年）的说法，这种归因没有得到大量科学文献的支持。引用了 IPCC（2007 年）的工作，美国环保署指出，自 1750 年工业革命开始以来，太阳辐射对辐射强迫的贡献很低。在这段时间内（1750 年至 2005 年）， [177] 太阳辐射对辐射强迫的估计贡献仅为由于大气中二氧化碳、甲烷和一氧化二氮浓度增加而导致的辐射强迫总和的 5%（见对面的图表）。

太阳在近期气候变化中的作用已被气候科学家研究。自 1978 年以来，通过卫星测量的太阳输出比以前从地表测量的更准确。这些测量表明，自 1978 年以来，太阳的总太阳辐射量没有增加，因此过去 30 年的变暖不能直接归因于到达地球的总太阳能量增加（见上图左侧）。自 1978 年以来，三十年间，太阳和火山活动的组合可能对气候产生轻微的降温影响。

模拟了各种因素（包括温室气体、太阳辐射）单独和组合的影响，特别是显示太阳活动产生的小而几乎均匀的升温，与观察到的不同。/ 美国全球变化研究计划（USGCRP），维基共享资源

气候模型已被用于研究太阳在近期气候变化中的作用。 [180] 模型在仅考虑太阳总辐射变化和火山活动时，无法再现近几十年观察到的快速升温。然而，当模型包括所有最重要的外部强迫因素，包括人为影响和自然强迫时，它们能够模拟出 20 世纪观察到的温度变化。正如已经指出的，Hegerl 等人（2007 年）得出结论，温室气体强迫“很可能”导致了自 20 世纪中叶以来观察到的全球大部分变暖。在得出这一结论时，Hegerl 等人（2007 年）允许气候模型可能低估了太阳强迫效应的可能性。 [181]

模型和观测（见上图中间部分）显示，温室气体导致地表（称为对流层）的下层大气变暖，但导致上层大气（称为平流层）变冷。 [182] 化学制冷剂对臭氧层的破坏也导致平流层出现冷却效应。如果太阳是观测到的变暖的原因，那么随着太阳活动增加，补充臭氧和氮氧化物，对流层表面和上层平流层的变暖是可以预期的。 [183] 平流层的温度梯度与对流层相反，因此随着对流层温度随高度降低，平流层随高度上升。哈德莱环流是热带生成的臭氧（平流层中紫外线辐射最高的区域）向极地移动的机制。全球气候模型表明，气候变化可能会扩大哈德莱环流，并将急流推向北方，从而扩大热带地区，并导致这些地区的整体气候变暖、变干。 [184]

有些人认为太阳是近期观测到的气候变化的原因。 [185] 火星的变暖被引用为地球全球变暖是由太阳变化引起的证据。 [186][187][188] 这一观点已被科学家们驳斥：“火星轨道的摇摆是当前时代火星气候变化的主要原因”（参见轨道强迫）。 [189] 此外，还有其他解释为什么海卫一、冥王星、木星和火星发生了变暖。 [188]

宇宙射线的影响

关于宇宙射线可能提供一种机制，通过这种机制太阳活动变化影响气候的观点，文献中并没有得到支持。Solomon 等人（2007 年）指出：

[..]宇宙射线的时间序列似乎在 1991 年之后与全球总云量不符，在 1994 年之后与全球低层云量不符。结合缺乏已证实的物理机制和其他可能影响云量变化的因果因素的合理性，这使得银河宇宙射线引起的气溶胶和云形成变化之间的关联具有争议性。

2007 年和 2008 年的研究发现，近几十年的升温与宇宙射线之间没有关系。 [192][193] 皮尔斯和亚当斯（2009 年） [194] 使用模型模拟了宇宙射线对云特性的影响。他们得出结论，宇宙射线假设的影响太小，无法解释最近的气候变化。 [194] 该研究的作者指出，他们的发现并没有排除宇宙射线与气候变化之间可能存在联系的可能性，并建议进行进一步研究。 [195]

Erlykin 等人（2009 年） [196] 发现，证据表明太阳活动与气候之间的联系更有可能是通过直接太阳辐射的变化而不是宇宙射线来介导的，并得出结论：“因此，在我们的假设下，自 1956 年以来，无论是通过直接太阳辐射还是通过变化宇宙射线率，变化的太阳活动的影响必须小于 0.07°C，即小于观测到的全球变暖的 14%。” Carslaw（2009 年） [197] 和 Pittock（2009 年） [198] 回顾了该领域的最新和历史文献，并继续发现宇宙射线与气候之间的联系是脆弱的，尽管他们鼓励继续研究。

Henrik Svensmark 提出了太阳的磁活动会偏转宇宙射线，这可能会影响云凝结核的生成，从而对气候产生影响。

参见脚注和参考文献。