全球变暖的效应

全球变暖的效应

全球变暖的效应极有可能是因为所有人类活动有意或无意的破坏了原本正常的地球环境，且尚未停止对地球环境有害的各式行为，及综合各项原因导致出现这样的情况。

气象

气温上升可能会导致降水的增加不过对于暴风雨的影响就不这么显然。热带风暴的形成部分取决于温度“梯度”，而后者可能由于北半球极地的升温幅度高于其他部分而被减弱。
崔（Choi）和费什尔（Fisher）在《气候变化（Climate Change）》第58卷（2003）149页中预测到，每增加1%的年降雨量就会使灾害性风暴造成的损失扩大2.8%。

极端气象

政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）的第三份年度评估报告《2001气候变化》指出“缺乏有力的证据以显示热带和温带风暴的特征有所改变。”不过最近有一些有限的证据显示风暴的强度正在加大，比如伊曼努尔（Emanuel 2005）衡量飓风密度的“能量消耗指数”。在世界范围内，达到四级或五级的飓风——表示风速大于每秒56米——的比例从1970年代的20%上升到1990年代的35%。而由飓风带到美国的降水在二十世纪中增加了七个百分点。
持续不断恶劣天气的高风险并不意味着恶劣天气比正常天气日要多得多的，相反，有证据表明恶劣天气和适度的降水日都增加了。
斯蒂芬·姆瓦基夫旺姆巴（Stephen Mwakifwamba）作为国家能源、环境和技术中心的协调人撰写了坦桑尼亚政府递交给联合国的气候变化报告。他说在坦桑尼亚气候变化正在发生中，“过去，我们每十年才会发生一次干旱，现在我们根本不知道它什么时候发生，他们发生的太频繁了，而且紧跟着就是洪水。气候越来越难以预测，我们也许在五月就会发生洪水或者三年就来一次干旱。以前丘陵高地是没有蚊子的，现在也有了。地下水位每天都在降，对农民来说降雨来的总是不是时候，这也引起了很多其他问题”。
当气候变得更温暖，蒸发量将会增加。这可能导致更多的降水以及侵蚀，并且在更为脆弱的热带地区，特别是非洲，可能会加剧去森林化所导致的沙漠化。许多科学家认为全球变暖的发展可能导致了更多的极端气象的产生。IPCC的第三份年报中称：“……21世纪，全球平均水蒸气浓度以及降水量预期将会增加。至21世纪下半叶，北半球的中高纬度以及南极洲的冬季降水量很可能会增加。在低纬度会出现降水量地区性的增加，而在陆地区域上则将减少。在大多数地区，降水量年与年之间的变动很可能将会拉大，同时平均降水量增加。”
极端气象造成的损失正在快速地增长。英国保险业者协会（Association of British Insurers，ABI）称限制碳的排放将有助在2080年以前将预计的热带气旋增加所带来的年度损失减少80%。这种损失还可能因为在灾害高发地区如海岸和冲积平原上进行建筑而进一步升高。ABI还宣称对于不可避免的气候变化所造成的影响，如果能够采取必要的措施加强薄弱环节，如建造更结实耐用的建筑以及改进抗洪设施将能在长期有效地节约开支。

改变区域气候平衡

世界冰川面积从十九世纪以来已经减少了50%。目前在安第斯山、阿尔卑斯山、喜马拉雅山和落基山的冰川的消失速度还在迅速提高。冰川的损失不仅直接造成了山体滑坡、山洪暴发以及冰川湖的外溢，同时也增加了河流年度内流量的起伏变化。冰川日益融化使得夏季冰川变小，这种现象在许多地区都能被观察到。在高降水的年份冰川可以留住这些水，因为降雪覆盖在冰川上可以保护冰不会融化为水；而在温暖或干燥的年份，冰川则会融化释放出多余的水来弥补降水的不足，因此冰川是江河水量的调节者。
在北半球，北冰洋的南部地区（大约400万人居住于此）在过去的50年间温度已经上升了1至3摄氏度。加拿大、阿拉斯加和俄罗斯的一些永久冻土带已经开始融化，这有可能破坏该地区的生态系统，土壤中的细菌活性提高将导致该地区由碳元素的存储地（carbon sink）变为碳元素的释放源。一项对于东西伯利亚的研究（发表在《科学》上）表明，它的南部正在逐渐消融，导致1971年来接近11000个，即11%的湖泊的消亡。同时，西西伯利亚正在处于它永久冻土层的初阶段融解，这个过程正在创造新的湖泊，同时可能有大量的甲烷——一种额外的温室气体——被释放入大气。
飓风曾被认为是一种纯粹的北大西洋现象，在2004年4月，第一次有飓风在南半球的大西洋形成，并以144公里/小时的风速袭击了巴西；监控范围因此可能需要向南拓展1600公里，不过该飓风与全球变暖之间的关系还未有定论。

海洋

海洋是气候系统中重要的一个组成部分，由于海洋的体积巨大，比热也很大，它对于环境变化的反应较迟缓，但同时也更为深远。

海平面上升

随着全球温度的升高，海洋水的体积将会膨胀。同时，陆地上冰川以及极地的冰盖融化也将注入大量的液态水。如果气温增加1.5~4.5°C，海平面将上升15至95厘米（IPCC 2001）。
自从18000年前上一个冰期高峰以来，海平面已经上升了120多米。6000年前已经达到今日海水的容量，而自3000年前至19世纪初，海平面基本维持恒定，每年上升约0.1至0.2毫米；而自从1900年，这一速度上升到1–2毫米/年；TOPEX/Poseidon 的卫星高程表显示了自1992年每年3毫米的上升速度。

水温升高

1950年代至1980年代间，环南极的南大洋水温升高了0.17°C，速度几乎是全世界海洋平均值的两倍。水温的升高影响了生态系统（如，海冰的融化影响了在其底部生长的海藻），同时降低了海洋吸收二氧化碳的能力。

酸化

地球上的海洋吸收了许多生命活动所释放的二氧化碳，这一过程以气体溶解的方式进行，或者以海洋微生物的骨骼的形式沉入海底成为白垩或石灰石。目前，海洋的吸收量约为每人每年一吨的CO₂，据估计自1800年以来海洋已经吸收了几乎一半的人类活动所释放的CO₂（即一千二百亿吨的碳）。
但是在水中，二氧化碳会变成碳酸，一种弱酸。工业革命以来温室气体的排放已经使海水的平均pH值下降了0.1，达到了8.2。据预测，进一步的排放可于2100年前将其再下降0.5，这是数百万年来从未达到的数值。
有人已经观察到海水酸化可能对珊瑚（1998年以来，世界上已有16%的造礁珊瑚因为白化现象而死亡）以及带有碳酸钙贝壳的海生生物造成的致命影响。酸度的增加也能够直接影响到鱼类的生长与繁殖，以及它们赖以生存的浮游生物。

热盐循环的终止？

有一种学说认为全球变暖可能通过关闭或者减缓大洋的热盐循环从而导致北大西洋局部的降温，使得当地平均气温下降，或升温较少。它影响的范围包括斯堪的纳维亚以及英国，因为它们都受北大西洋暖流的加温。这一变化的可能性仍不确定，有一些证据表明墨西哥湾流以及北大西洋暖流有减弱的迹象。然而，现在仍无迹象表明欧洲北部或附近的海域有降温的趋势，而现实情况恰恰相反。
热带的热量大部分是经由大气向两极传递的，但它也可以通过洋流来输运，热的水流靠近表面而冷水流位于深层。这一循环的典型例子是墨西哥湾流，一个风驱的环流圈，将热水从加勒比海带向北方。湾流的一个向北的分支，北大西洋暖流是热盐循环的一个环节，将热量进一步朝北带往北大西洋，在那里加热了整个西北欧。北大西洋海水的蒸发以及水温下降同时导致了盐分的增加（相对盐度），从而使表面的水密度增大。同时，海冰的形成也进一步浓缩了海水中的盐分。因此较重的表面海水向下沉降，而同时向南方潜行。全球变暖可能造成如格陵兰冰盖的融化、降水量增加、特别是西伯利亚河流的增强，从而使得注入北方海洋的淡水量增加。然而现在尚不清楚增加的淡水量是否足够切断热盐循环——环境模型给出了否定的结论，不过研究还在继续。
有些人甚至担心全球变暖会重现上一个冰期中发生的一种温度大幅度突变的现象：一系列的丹斯果-奥什格尔事件（Dansgaard-Oeschger events）。这是一种气候的快速起伏，可能源于高纬度淡水流量增加而导致的热盐交换的停止。新仙女木事件（Younger Dryas）可能也是这类情况。然而，据信这些事件是由劳伦太德冰盖（Laurentide）融出的大量淡水而导致，而非全球变暖所引致极地融化的海冰或是降水量变化所产生的淡水。另外，在大气海洋循环耦合模型中，热盐交换趋向于减弱而非中断，并且即使在欧洲的小范围内，变暖的趋势也要强于降温的势头：因而IPCC第三份年报指出“即使在热盐交换减弱的模型中，欧洲仍然呈升温的趋势”。
2004年4月，对于美国卫星数据的回顾分析似乎显示出湾流的北方回旋，北大西洋环流的减弱，因而关于湾流将被截断的假说受到了有力的支持。
2005年5月，彼得·瓦德汉姆（Peter Wadham）向《时代》周刊报道了一项在北冰洋冰层下进行的深海探测的结果，这次探测旨在测量致密的冷水所形成的巨型水柱，它们由温暖的表面水取代而沉向水底，构成了北大西洋暖流的动力之一。他和他的队伍发现这些水柱几乎已经消失。正常情况下应该存在七至十二条巨大的水柱，而他只发现了两条，并且都极为微弱。

生态系统

上升的气温已经开始影响生态系统。欧洲和北美的蝴蝶已经将它们的活动范围向北移动了200公里，植物跟随其后，而大型动物的迁移受到城市和公路的阻碍，没有这么迅速。在英国，春季蝴蝶比二十年前要提前平均6天出现。在北极，哈德逊湾的结冰期比三十年前要缩短了三个星期，这干扰了北极熊的生存，因为它们无法在陆地上捕食。
两份2002年发表于《自然》（第421卷）的研究调查了科学界关于最近动植物区域或季节习性的改变的研究。对于最近出现变化的物种而言，有五分之四将其活动区域向两极或高纬度迁移，出现了“难民物种”。青蛙的产卵、花的开放以及鸟的迁移平均每十年提前2.3天。一项2005年的研究结论称人类活动使温度上升及所导致的物种习性改变的原因，将这些后果和气候模型的预测相比较的结果支持了这些论断。甚至青草第一次出现在南极大陆上。
森林面临潜在增加的火灾的威胁。北美的被烧毁的北部森林的10年平均值，在数十年内一直稳定在一万平方公里左右，而自从1970年以来逐渐升高到每年超过二万八千平方公里。

生态生产力

平均气温以及二氧化碳的增加可能在某时刻起具有促进生态系统生产力的效果。在大气中，二氧化碳比起氧气来说相当稀少（0.03%对比21%），这种二氧化碳的稀缺在光呼吸过程中十分明显，因为二氧化碳非常缺乏，氧气得以进入植物的叶绿体中，占据卡尔文循环中二氧化碳本来应该占有的位置。这使得形成中的糖类被破坏，阻碍了生长。卫星数据显示北半球的生产率自从1982年来已经有了增长（然而很难将这种增长归因于某个特殊因素）。
IPCC的模型预期CO₂的高浓度只能在一定程度上推动植物群落的生长，因为在许多地区水或营养是限制性的因素，而非CO₂或是温度；在那之后，温室效应及升温将会继续，但不会再有生长上的反馈。
瑞士树盖高程观测项目进行的一项研究表明，在高CO₂浓度下，缓慢生长的树种只能在短期内得到生长的推动，而长期的获益者是藤类等快速生长的植物。一般而言，特别是在雨林中，这意味着藤类将成为占优势的物种；而由于生长周期很短，它们所积聚的碳很快就会因为腐枝的分解而重新回到大气中。相反的，缓慢生长的树木可以将空气中的二氧化碳固化数十年。

冰川消融

在历史上，冰川在1550年至1850年小冰期间有所增长；随后直到1940年代，随着气候的回暖，全球的冰川开始回退。然而在1950年到1980年间世界范围内发生了轻微的全球降温，在许多地方冰川后退的趋势有所减缓或是被逆转。自从1980年来，冰川的后退开始变得越来越快，并且越来越普遍，其程度甚至已经对许多冰川的存在造成了威胁。这个过程自1995年来变得如此显著，以至于出现用塑料覆盖奥地利阿尔卑斯冰川以减缓融化的异事。山地冰川的后退，特别是在西北美、法兰士约瑟夫地群岛、亚洲、阿尔卑斯、印度尼西亚、非洲以及南美洲的热带和亚热带地区从19世纪末起已经提供了对全球温度升高的持续的数值记录。许多冰川的消融引起了人们对当地未来水资源问题的重视。右图所显示的是北瀑刘易斯冰川（Lewis Glacier, North Cascades）在1990年融化殆尽后所摄，它是47条北瀑冰川之一，其余所有都在消退中。
虽然接近人类社会并且对后者有重要的影响，中低纬度的山地冰川只占全球冰储量的很小一部分。大约99%的冰都位于极地和亚极地的南极和格陵兰冰盖中。这些连续的、大陆尺度的冰层厚达3千米或更多，罩在极地的陆地上。就像从一片巨大的湖泊流出的众多河流一样，有许多注出冰川将冰盖边缘的冰带入海洋。
在这些注出冰川中也观察到了回退的现象，导致冰川流速的增加。在格陵兰岛上，2000年以来已经出现数个长期以来一直维持稳定的巨型冰川的后退。人们已经研究了三个冰川：黑尔海姆（Helheim）、雅各布港（Jakobshavns）以及康格尔隆萨克（Kangerdlugssuaq）冰川，加起来总共排放格陵兰16%的冰盖。1950年代至70年代的卫星图像以及航拍照片显示冰川的前端在十数年间一直维持在原先的位置。然而2001年它开始快速地后退，在2001年和2005年间共回退了7.2公里，流速从20米/天增加到32米/天。西格陵兰的雅各布港冰川（Jakobshavn Isbræ）是公认的世界流动最快的冰川，它至少从1950年就持续地以大于24米/天的速率流动，而保持着稳定的前端。在2002年中，12公里长的浮动前端开始进入快速后退的阶段。冰面前端开始断裂，而瓦解出的浮动端加速至每天30米的后退速度。康格尔隆萨克冰川后退的加速度甚至更大，主干的一部分，在1988年—2001年的流速为15米/天，而在2005年夏天达到了40米/天；冰川的前端也出现了后退，并且迅速地削薄了100多米。
冰川的后退以及加速同样出现在西南极冰盖的两条主要注出冰川上，注入阿蒙森海的松树岛（Pine Island）冰川每年变薄3.5 ± 0.9 m，并在3.8年内后退了五公里。冰川的终端，一个浮动的冰架，其浮动的端点每年后退1.2公里。这个冰川已经排出西南极冰盖大量的存量，被称为这块冰盖柔软的小腹（薄弱点）。同样的变薄模式在临近的特怀特（Thwaites）冰川也非常明显。

进一步的变暖效应

有些全球变暖的效应能够引起进一步的变暖，成为一种正反馈。

碳循环的反馈

现有一些预测和证据显示全球变暖可能导致地面生态系统释放出碳，使得大气中的CO₂含量进一步升高。一些气候模型显示21世纪的全球变暖可能由于碳循环的这种反馈而被加速。最强的这一反馈来自于北半球高纬度亚寒带针叶林土壤呼吸作用的增强。特别有一个模型（HadCM3）揭示了南美热带降水的显著减少导致亚马逊雨林的消失从而引起的次级碳循环反馈的可能。虽然各个模型对于地面碳循环反馈的强度意见不一，但是它们都证实了正反馈的可能性，即对全球变暖的加速作用。
《自然》2005年9月的一篇文章称，对于英格兰土壤的观察发现它们在过去的25年间正以每年四百万吨的速度流失碳，文章的作者贝拉米（Bellamy）等人称这一结果不似土地使用的变化所致。通过将结果外推到整个英国，他们预计每年流失的碳有一千三百万吨。这同英国在《京都议定书》框架内每年减少的碳排放量大致相当（1270万吨）。

森林火灾

全球温度的升高可能导致更频繁、更大范围的森林火灾的发生，它们将释放出远超过自然碳循环能够吸收的碳贮备，同时也减少了地球上现有的森林覆盖面积，形成了一个正反馈。不过另一个反馈机制是由于温度的上升导致替代林的快速增长以及森林向北的迁徙，因为北方的气候将更适宜森林生长。因此燃烧如森林等可再生能源的活动是否能够作为全球变暖的因素，这还是一个问题。

经济

除了极端气象造成的直接损失之外，全球变暖还有其他经济上的效应。

农业的衰退

长期以来，人们希望全球变暖能够对农业产生积极的效果，因为二氧化碳在光合作用中扮演了重要的作用，特别是在阻止光呼吸上。而光呼吸对数种作物的破坏负有责任。在冰岛，温度的上升已经使得大麦的广泛种植成为可能，而这在二十年前是不可想象的。一些变暖的效应起因于来自加勒比海的洋流的局部波动（可能是暂时的），它也影响了鱼类的储备。
虽然在一些地区可以预见局部的受益（如在西伯利亚），但最近的研究证实在全球范围内这是一个负面的影响。“更大范围的实验显示，天气温度的升高、更长时间的干旱及其二者的副作用，如近地臭氧气体的高浓度，将可能在未来的数十年内带来农作物的根本性的减产。”
此外，可能遭受最不利影响的地区就是非洲。不仅因为它的地理条件使得它特别脆弱，并且因为它70%的人口都依赖于自然降水灌溉的农业。坦桑尼亚对于气候变化的官方报告中指出通常每年有两个雨季的地区将可能得到更多，而那些只有一个雨季的地区将接受更少得多的降雨。预期的净效果将是当地的主食玉米的产量减少33%。

保险业

一个直接受风险冲击的行业就是保险业。自1960年以来，重大自然灾害的数量已经翻了三倍，保险损失实质增加了十五倍（对通货膨胀进行调整后）。根据一项研究，最糟糕的灾难中有35-40%与气候变化有关（ERM, 2002）。在最近三十年间，全球受气候相关灾难影响的人口比例已线性增长到原来的两倍，从1975年的约2%上升到2001年的4%（ERM, 2002）。
英国保险业者协会宣称“气候变化不是未来几代要面对的遥远问题，它已经以各种形式存在，影响着保险业者的生意。”它还指出气候因素造成的家居和财产风险每年增加2-4%，并宣称英国的风暴和洪水损失已经在1998年-2003年间翻倍至超过六十亿英镑，相较于前一个五年来说。结果为保险金的上涨，并且在某些地方洪水灾害险对一些人来说将可能无法承担。
在美国，保险损失也大幅增加，不过根据一项研究，这个增长主要是因为脆弱的海岸地区人口和财产的增加。（Science, 284, 1943-1947）

交通

温差增大，道路、机场跑道、列车线、管路（包括输油管、污水管、食水管），需要更频密的维修、替换。在含永冻土的地区，更可能出现沉降。

洪水

因为在过去便于海上贸易，今日世上许多大都市都位于沿岸。由于全球变暖令海水水位升高，这些城市可能要为海岸防卫投入巨大资源。各国的风险不同，孟加拉、荷兰等低地国首当其冲，或须付出巨大资源来预防水浸。
在发展中国家，由于泛滥平原既是丰沃的农地，也是廉价的住地，穷人往往定居于彼。这些泛滥平原上的民居常缺乏堤坝、水浸预警系统等基建，居民也常缺乏保险、储蓄、贷款等财务支援，协助他们在水灾后重建家园。

移民

一些太平洋岛国，如图瓦卢正在面对一个全体撤离的可能性，因为对于洪水的抵抗可能对他们来说过于昂贵。图瓦卢已经同新西兰就分阶段迁移有了一个专门的协定。
在1990年代有些不同的预测将环境难民的总数定在约两千五百万（对难民的官方定义里面只有躲避迫害的一名，而没有包括环境移民）。IPCC预计2050年将存在一亿五千万环境难民，主要由于海岸线洪水、河岸侵蚀以及农业破坏。这个数字代表了2050年预计人口数100亿的1.5%。

西北航道

融化中的北极冰层可能在夏天开辟出一条西北航道，将欧洲和亚洲之间的航线距离缩短9000公里。这对巨型油轮关系巨大，因为它们的体积过于庞大，不能通过巴拿马运河，因此目前只能绕行南美最南端。根据加拿大冰面监控部门（Canadian Ice Service）的数据，加拿大东部北极群岛的总冰量在1969年至2004年间减少了15个百分点。

经济发展

全球变暖的综合效应将特别危害到那些没有能力减轻这种效应的国家和人民。这将抵消经济增长和消灭贫穷的努力，并使得千年发展目标（Millennium Development Goals）的实现变得更困难。
2004年10月，气候变化及发展工作小组（Working Group on Climate Change and Development），一个发展和环境非政府组织间的协调组织，发表了一份关于气候变化对发展的影响的报告。这份报告以及2005年7月的报告预计了降雨的减少及严峻的气候灾害所导致的饥饿和疾病的上升，特别是在非洲。它们将极大地影响到相关人群的经济发展。

环境

全球变暖的间接证据——雪覆盖的减少、上升的海平面、气候变化——提供了全球变暖的后果的一些例子。它们说明，全球变暖不仅将影响人类的生活，同时对生态系统也造成极大的影响。全球温度的上升表示生态系统将改变，一些种类将被迫离开它们的栖息地，甚至被灭绝，而另一些可能更为繁荣。只有极少数的地面生态区域能够远离这种影响。
增加的二氧化碳当达到一定程度后将增加生态系统的生产力，但当考虑到气候变化造成的其他方面的影响后，这一变化的后果仍未可知。此外，生物量的单纯增加未必是件好事，因为即使一小部分种类的繁荣昌盛，也无法抵消生物多样性的减少。

缺水

全球海面上升造成淡水污染的威胁，将影响海岸地区的饮用和灌溉用水。蒸发作用的增加使得水库的作用减少。极端气象的上升致使更多的水降落在变硬而无法吸收它们的泥土上，造成更多猛烈的洪水，而没有起到润湿土地或恢复地面水位的应有效果。在一些地区，残退的冰川威胁到了水的供应。
更高的温度降需要更多的水以作降温之用。
在萨赫尔地区，在过去的30年间年降水量已观察到有平均25%的减少。

气温升高的直接效应

升高的气温对死亡率由两个方向相反的直接作用：冬天更高的气温将减少寒潮造成的死亡，而夏天更高的温度将增加热量引发的死亡。这些变化的分布显然有分化，帕鲁蒂科夫（Palutikof）等人计算得出平均温度升高一度在冬天减少的死亡要超过夏天造成的增加，结果是每年平均死亡率减少7000。
2003年8月一场热浪袭击了欧洲，造成正常死亡率之上22,000–35,000的死亡（Schär及Jendritzky, 2004）。有90%的确定性说2003年欧洲夏天的灾害至少有一半是人类活动的影响（Stott等，2004）。
还有科学家撰文，称平均温度每上升摄氏一度，每年美国即会增加24,000宗谋杀，原因是体热上升使人更加暴燥。（New Scientist, 11/5/02, review of Body Heat by Mark Blumberg.）

疾病的传播

全球变暖令疟疾等传染病的传病媒介能够更广泛地散布。在贫穷国家，传染病的感染宗数可能因此上升；在富裕国家，这类传染病可能已为抽干泽地、喷洒杀虫剂等手段所消除和控制，国民健康未必会因此而受损，但防疫措施的花费可能会因此而大大增加，带来经济负担。