许小峰
辐射收支失衡的地球系统 精选
2021-11-25 15:30
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地球辐射能量失衡figure_1_v2-1.gif

地表和大气层吸收来自太阳的辐射能量,同时,地球也以红外辐射的方式向外太空反馈能量,这一能量的吸收与反射能否保持平衡,决定了地球的气候状态。如果地球系统吸收多了,获得了多余能量,将导致地球升温,反之,则将变冷。

 

20216月美国地球物理联合会(AGU)主办的杂志《地球物理研究快报》上发表了美国宇航局(NASA)兰利研究中心科技人员的研究文章,从地球的辐射收支平衡角度,得出了令人不安的结论,发现在2005年至2019年的 14年间,地球获得的能量显著增加,处于失衡状态,失衡值翻了约一倍。

 

研究人员用了两组来自不同观测数据集的资料,一是来自NASA的“云和地球的辐射能系统”(CERES)卫星传感器测量到的信息,可以获得进入和离开地球系统的辐射能量值;另一组数据来自全球海 ARGOARRAY for REAL-TIMEGEOSTROPHIC OCEANOGRAPHY)系统,通过分析可以准确估测全球海洋变暖的速率。由于因不平衡而产生的多余能量中约90%最终会进入到海洋,可以推断辐射平衡变化的总体趋势应与海洋热含量的变化大体一致。

 

通过对两组独立数据进行分析,同样都得出了显著的能量失衡变化趋势。尽管人们并不希望看到这样的结果,但研究人员相信这确实反映了真实状况,而不是某种假象。

 

导致这一结果的原因包括人类活动和地球系统内部变异两种因素,它们共同激发了地球能量不平衡的大幅增长。通过20年来CERES对地球发出的长波辐射的观测,变化是明显的,人类活动排放的二氧化碳、甲烷等温室气体将本来可以逃逸到太空中的辐射捕获在了大气中,而变暖的大气又促进了水汽含量的增长,进一步降低了辐射能量向外太空的输送,加剧了失衡。

 

研究人员认为这项研究相对于气候长期演变而言仅能说是素描或快照,尚难以确切预测未来几十年或更长时间的结果。但该研究确实得出了地球能量失衡的结论,若这一状况不能得到改变,气候变化趋势则十分令人担忧。

《中国气象报》


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