气候变化是当今国际社会的热点问题，直接关系各国、各地区社会经济的可持续发展。采取积极有效的措施应对气候变化，已经成为当今世界最具重要性、紧迫性和现实意义的问题之一。客观事物发展多变的特点以及人们对客观事物认识的局限性，使得人们对客观事物的预测结果可能偏离人们的预期，具有不确定性，气候变化研究也不例外。无论是发达国家还是发展中国家，减少气候变化研究中的不确定性仍然是未来气候变化研究的重点，它既是当前气候变化科学中的重大问题，也是气候变化基础科学研究中应重点关注的方面。

一 不确定性的影响因素

自然气候系统极其复杂，具有内在混沌的特点，并包括各种时间尺度的非线性反馈。在百年到千年的时间尺度上，人们对这些反馈过程的认识还不充分，在万年以上的时间尺度上对反馈过程的认识更加有限，加之观测的局限性，气候变化无论是在观测上，还是预估上均存在一定的不确定性。影响不确定性产生的主要因素包括以下三个方面。

（一）观测的不确定性

观测仪器的误差，观测站点网络覆盖范围的限制，不同年代气象要素的记录数量和序列长度的差异，站点观测的连续性、站点的城乡分布以及城市热岛效应的影响等，都使得观测数据存在一定的不确定性。以气温为例^[1]，主要的影响因素有以下四个方面。

第一，在空间尺度上，地表气温观测网络的覆盖范围较小，在百年尺度具有连续观测站点的区域仅占全球的35%，而具有150年连续观测历史的区域仅占10%。许多经纬度单元网格内数据源分布不均匀。

第二，在时间尺度上，不同年代气温记录的数量存在显著差异。长时间尺度的气温序列记录有限。1850～1999年气温序列长度大于50年的站点数量不足所有站点的一半，还不能为未来全球变暖的预估提供足够的证据。

第三，在数据质量上，大量观测站点的连续性差，在此基础上计算的年平均气温可信度偏低。

第四，目前使用的地面气温观测记录大部分来自城市，对城市化的热岛效应考虑不足。2007年，在能够12个月连续观测记录的站点中分布在大城市的站点约有65%（按夜晚光亮度）和57%（按人口标准）。城市和农村站点气温具有较大差异。

（二）预估的不确定性

在当前的科技发展水平下，要准确地预估未来50年或100年的天气状况、社会经济、人口增长、环境和技术进步等具体情况几乎是不可能的。因此，对未来气候变化的预估结果仍然存在较大的不确定性。气候模式预估的不确定性主要来自气候模式的结构、排放情景的设定和降尺度方法的不确定性。

1.气候模式结构的不确定性

由于当前对气候系统中各种强迫和物理过程科学认识的局限，气候模式对云反馈、大气和海洋、大气和地表、海洋上层与深层之间的能量交换过程，以及对海冰和对流处理等都比较简单，在气候模拟过程中，很少考虑生物反馈和完善的化学过程。这种气候模式结构本身的不完善导致气候模式所模拟的气候状况与真实情况存在很大的差异，从而产生不确定性。

2.排放情景的不确定性

在预估未来全球气候变化时，通常基于一种或几种温室气体排放情景驱动气候模式进行模拟，从而得到一种气候变化情景。因此对温室气体排放情景的合理设定是气候变化研究的基础，也是气候变化评估的关键环节。虽然IPCC先后发展了SA90、IS92和SRES情景且在气候变化评估中开展了广泛的应用，但仍然存在以下不确定性^[2]。①温室气体排放量的估算方法存在不确定性；②政府决策对温室气体排放量的影响不确定；③未来技术进步和新型能源的开发与使用对温室气体排放量的影响不确定；④目前排放清单不能完整反映过去和未来温室气体排放状况。2007年，IPCC在第五次评估报告中使用“典型浓度路径”（RCPs）来描述温室气体浓度，并在RCPs的基础上建立了社会经济新情景——共享社会经济路径（SSPs）。尽管气候变化情景不断改进，但与人口增长、“绿色技术”、经济、政治体制密切相关的未来温室气体排放情景，始终具有不可预测的不确定性。

3.降尺度方法的不确定性

由于全球气候模式（GCMs）空间分辨率较低，不能很好地刻画气候的区域性特征和模拟出更详尽、更准确的气候场分布，存在较大的系统误差和不确定性，因此将GCMs直接用于气候影响评估时会具有更大的不确定性。针对GCMs分辨率较粗的问题，一般可以通过降尺度方法，将大