今天，“地球在变暖”是个毫不含糊的事实了。全球变暖极可能是人类活动所排放的温室气体造成的，“极可能”这个词，用数字表示也就是：可能性在90%以上。2007年，IPCC（政府间气候变化专门委员会）发布的第四次气候变化评估报告公布了上述数据。就在6年前，在这个机构公布的评估报告中，用的措辞还仅仅是“可能”—这个词代表的可能性为66%左右。
对这个90%以上的可能性的含义，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所从事气候变化研究的许吟隆研究员郑重解释道：“不是说人类活动因素引起了90%的气候变化，IPCC的原意是：20世纪中期以来，大部分观测到的地球温度的升高极可能（即90%以上的可能性）是由于人为的原因引起的温室气体浓度的增加引起的。”
这些带着几率的结论是如何得出的呢？
观测记录显示，1906～2005年的变暖趋势约为0.74℃（0.56～0.92℃），过去50年变暖趋势是每10年升高0.13℃（0.10～0.16℃），几乎是过去100年来的两倍。然而，这些增温是如何与人类活动尤其是温室气体的因素联系在一起的呢？
英国气候变化研究机构哈德雷（Hadley）气候中心的气候预测项目主管詹金斯（Geoff Jenkins）博士介绍了气象学家们所用的方法：建立一个数学-物理模型对气候变化进行预测。在模型中，引入各种不同的因素，看到底是什么样的因素能够得出今天的气候变化结果。这个方法便是“归因法”。
这种方法要用到的一件“道具”是一个地球气候模拟器—全球气候模型，只要你输入初始条件，加入各种需要考虑的因素，模型就可以得出一段时间之后地球的气候会变成什么样子。
现在，有了全球气候模型在手，让我们先把影响地球气候的所有自然因素考虑进去吧。
最开始，我们考虑了那些影响地球气候的自然因素，如果急剧升高的温度是因为自然因素造成的，那就什么都不用担心了。
最开始需要被考虑的是地球围绕着太阳运行的轨道的变化。当年，正是这种轨道变化导致了地球上寒冷的冰河时期的结束，我们能有今天这样适宜的温度，正是归功于它。但是，这种变化的发生要花费数千万年，它所导致的地球表面气温上升非常缓慢。很明显，单靠这种地球轨道的变化完全无法解释在过去50年中看到气温的迅速上升。
然后，再考虑太阳辐射强度的变化。太阳是地球热量的主要来源，它所提供的热量也在不断发生变化，也许，这导致了地球表面的气温产生了变化。然而，研究显示，太阳辐射的变化同样无法解释近50年的气温迅速上升。
前面两个影响都比较简单，现在要考虑的“火山的爆发对气候的影响”就不那么简单了。火山爆发对气候的影响相当复杂：传统上我们认为火山爆发会使一系列的悬浮颗粒存在于大气当中，有降低气温的作用；但随着火山数量的不断变化，火山爆发所产生的气体和颗粒，则会对地球表面的温度产生升高的作用。然而，即使把这个复杂的因素加上去之后，结果同样不能解释近50年的气温迅速上升。
这样，我们就需要考虑一个更复杂的因素了：地球的气候系统是不稳定的，大气和海洋会发生各种自发的变化。这种变化的一个例子就是厄尔尼诺效应，这其实是一种自然现象，但它们对气候系统的影响同样是很可观的。
然而，即使已经考虑了所有这些不稳定的因素，我们仍然得不出与近50年持续升温相吻合的计算结果。
模拟结果一直不能与近50年来持续、迅速的全球升温相符合，直到大气层中温室气体增加的因素被考虑进去。今天的温室气体浓度已经比工业革命之前增加了很多：全球二氧化碳浓度已经从工业革命前的280ppm（1ppm为百万分之一）上升到了2005年的379ppm。把这些浓度增加的因素考虑进去之后，模拟结果变得与观察结果相吻合了。这是一项很有成就感的结果，如同警察抓到了小偷，科学家们抓到了造成气候变化的凶手—人类活动所排放的温室气体。
2007年，IPCC发布的第四次气候变化评估报告中，它们所选用的那些公认比较有效的全球气候模型的模拟都显示，只有在加入了温室气体增加的因素后，模拟计算的结果才能与近50年的全球升温有较好的吻合。
这些关于气候的数学模型到底是什么样子？
在中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所的一间对未来气候进行模拟计算的实验室里，巨大的屋子被玻璃墙隔作两边，一边是工作人员在分析结果，另一边则是无数的小红灯在闪烁，一排一人高的机器在忙碌地运算着。隔着玻璃看过去，隐约可以看到机器里的一排排小盒子，负责实验室的许吟隆老师解释道，这是“磁盘阵列”，是许多用来存储的硬盘在协同工作。因为在对气候进行的模拟计算中，各种气候观测的再分析数据、IPCC在2000年出版的《排放情景特别报告》中各种情景下的数据在这里被汇集、计算，海量数据的存储甚至比计算能力更重要。
与这些磁盘阵列一样，大部分时间里，对气候变化的研究也都是团队工作。我曾试着问詹金斯博士：人类活动导致气候变暖，从只有少数人才支持的观点到科学界几乎达成一致公认的事实，有什么起关键作用的研究成果或者起关键作用的研究者？
詹金斯博士回答：气候变化的研究里没有个人英雄。数十年如一日记录地球温度的气象学家们、太平洋小岛上采集二氧化碳浓度数据的地球物理学家们、在南极洲采集冰芯的冰川学家们或是对全球气候进行模拟的数学家和物理学家们，有一天发现，他们的数据都正在指向一个可怕的事实:我们的地球正在变暖。那么，地球为何变暖？这样下去，我们地球的未来会变成什么样子？
……
（更多精彩图片及完整内容请阅览《科学世界》2007年9月号）
