地球气候系统 (Earth climate system)
- 由五个相互作用的圈层组成：
- 大气圈 (Atmosphere)
- 水圈 (Hydrosphere)
- 冰冻圈 (Cryosphere)
- 岩石圈/固体圈 (Geosphere)
- 生物圈 (Biosphere)
- 人类圈 (Anthroposphere) 是由人类制造或改造的环境部分。
- 太阳辐射 (Solar radiation) 是驱动气候系统的根本能量来源。
- 海气相互作用 (Air-Sea Interaction) 是重要的能量、热量和淡水交换过程。
温室气体 (Greenhouse Gases, GHG)
- 能够吸收地球向外发出的长波辐 射 (Outgoing longwave radiation)，导致温室效应。
- 主要温室气体包括：二氧化碳 (CO₂)、甲烷 (CH₄)、氧化亚氮 (N₂O)、臭氧 (O₃)、水蒸气 (H₂O) 以及氟氯烃等卤代烃 (CFCs, HFCs, HCFCs)。
- 全球变暖潜能值 (Global Warming Potential, GWP) 是衡量温室气体捕获热量能力的相对指标。
- 辐射强迫 (Climate Forcing / Radiative forcing) 是气候变化因子引起的大气能量通量变化。
- Keeling 曲线 (The Keeling Curve) 显示了大气中二氧化碳浓度的稳定上升趋势，并具有季节性波动。
- 冰芯样本 (Ice core samples) 记录了过去几十万年大气中二氧化碳和氧气的含量，证实了当前二氧化碳的增加主要源于人类活动（燃烧导致 O₂ 减少）。
- 目前大气 CO₂ 浓度显著高于工业化前水平。
气候变化 (Climate variation)
- 短期区域变化 (Short-Term Regional Variations)：主要由大气环流与海陆表面的相互作用引起，如厄尔尼诺-南方涛动 (El Niño–Southern Oscillation, ENSO)。
- 长期全球变化 (Long-Term Global Variations)：
- 更新世冰期 (The Pleistocene Ice Ages)：冰期-间冰期旋回 (Glacial-interglacial cycles)。
- 米兰科维奇循环 (Milankovitch Cycles)：地球轨道参数（偏心率、转轴倾角、岁差）的周期性变化影响地球接收的太阳辐射分布，是冰期旋回的重要驱动因素。
- 古代冰期 (Ancient Ice Ages)：地球历史上曾发生多次 大冰期，如新元古代的“雪球地球”假说 (Snowball Earth hypothesis)。
全球变暖及其后果 (Global warming and its consequences)
- 全球平均温度异常 (Global temperatue Anomaly) 显示了持续的升温趋势。
- 过去几十年来，最热的年份集中在近期。
- 全球变暖加剧极端天气 (extreme weather) 事件。
- 海洋吸收了大部分多余的热量，导致海洋变暖 (Ocean Warming)，这会延迟大气变暖的速度。
- 全球变暖导致冰盖覆盖范围减少 (Decreasing Ice Coverage)，冰川消融 (Vanishing Glaciers)。
- 海平面上升 (Sea Level Rise) 主要由海水热膨胀和冰川/冰盖融化引起。
- 气候升温可能激活气候变化临界点 (climate change tipping points)。
- 气候系统由五个相互作用的圈层组成，太阳能是其驱动力。
- 温室气体能有效捕获长波辐射，人类活动产生的 CO₂ 是全球变暖的主要原因。
- 气候存在自然变化，但当前快速的全球变暖主要是人为因素造成。
- 海洋在气候系统中扮演重要角色，吸收热量和 CO₂。
- 全球变暖已导致气温升高、极端天气增多、冰雪减少和海平面上升等后果。