葛全胜研究员/副所长 郑景云研究员 中国科学院地理科学与资源研究所　

按照“由古推今”的科学思维，无论是评价人类活动对20世纪全球变暖的贡献，还是预测未来的气候变化，都离不开对过去千年温度变化的科学认识。由于人类采用仪器进行气象观测的时间最长不过300年，并且在大多数地区不足百年，所以要揭示过去千年温度变化，必须利用代用资料（如历史文献记载、树轮、极地冰芯、洞穴石笋、湖泊沉积物、珊瑚等）研究过去的温度变化（科学上称为“重建”）。

然而，代用资料毕竟不如气象观测资料可靠。例如，代用资料记录中混杂了许多非气候信息，而且往往记录不规范、不连续。因此，利用代用资料重建过去的温度变化不一定很准确（科学上称为“不确定性”），特别是在重建大区域过去温度变化时，这种不确定性会因小区域重建的不确定性的积累而变得更大，最终导致重建结果不能反映过去气候变化的真实情况。

由于存在不确定性，不同重建结果往往存在很大的差别。以北半球过去千年温度变化重建结果为例，虽然大多数研究结果在过去千年温度总体变化形式上具有相似性，但在温度的波动幅度上却相差极大。如联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）引用的11条北半球过去千年温度变化重建曲线中，温度变幅最大者与最小者相差超过0.5℃，达各序列方差的1倍以上；从同一时间的温度估计看，在1900年以前，变幅最大者与最小者通常差1.0℃左右，大约相当于各个序列方差的2倍；在相差幅度最大的时间点，最高者与最低者的温度估计值差异甚至达到了2.0℃，相当于各个序列方差的4倍左右（“方差”在数学上表示一组数据的离散程度，可以用考试成绩为例来比较它与“平均值”的不同之处：全班考试成绩平均值为90分，并不意味着每名同学都成绩很好，但如果方差很小，则说明成绩都在90分左右；而方差很大，则说明可能有得100分的，也有得60分的）。

在较大的不确定性和较大的研究结果差别面前，过去千年温度变化的真相显得“扑朔迷离”。

当前国际科学界对过去千年温度变化关注的焦点主要集中在“20世纪的全球变暖是否已超出过去千年气候变化的最暖程度？”但是，即使是同一个国家的科学家的意见也并不一致。美国学者Mann认为，20世纪后期的升温在过去千年中是空前的，20世纪90年代是过去千年中最暖的10年；另一位美国学者Soon却推断，20世纪不是过去千年最暖的世纪。

对于中国20世纪变暖是否已超出过去千年气候变化的最暖程度，科学家们也存在争议。如葛全胜等利用文献记录重建的中国东部过去2000年冬半年气温变化表明，20世纪暖期的冬半年气温与1951年－1980年平均气温的差值（简称“距平均值”）虽然略高于整个宋元暖期，但比宋元暖期中的两个百年温暖时段都要低，也低于隋－盛唐暖期中的最暖时段；其中20世纪最后20年的冬半年气温距平均值在整个过去2000年中仅排第3位，最后10年的冬半年气温距平均值也只是与已知的历史上最暖的10年（11世纪60年代）接近而已。然而，从整个中国看，综合全国10个区各种代用资料的研究却显示，20世纪是近千年来最暖的世纪，20世纪90年代全国平均气温是近千年来最高的。

上述各种结论和认识都是在没有充分消除代用资料的局限性时得到的，也就是存在很大的不确定性。最近，在较为全面纵览和评估有关研究成果的基础上，美国科学院国家咨询委员会指出，由于资料缺乏、空间覆盖度低与重建方法的不确定性等因素，全球或半球公元900年以前的温度重建结果可信度非常低。

气候变化问题在科学上是一个多时空尺度相互交织的复杂问题，要还原过去千年温度变化的真相，就必须较好地消除不确定性，包括保证所用基础资料的时空尺度与分析方法都一致。在此之前，笼统地讲“20世纪的全球变暖已超出过去千年气候变化的最暖程度”或“未超出”，在科学上都是不严谨的。