NASA和NOAA:地球上的能量失衡事件已大約增加了一倍

據外媒報道,研究人員發現,從2005年到2019年的14年間,地球能量失衡事件大約增加了一倍。地球的氣候是由大氣層和表面吸收多少太陽輻射能量和地球向太空反射多少熱紅外輻射之間的微妙平衡決定的。一個正的能量失衡意味着地球系統正在獲得能量,導致地球升溫。能量失衡的翻倍是最近一項研究的主題,其結果於6月15日發表在《地球物理研究快報》上。

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美國宇航局(NASA)和美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的科學家們比較了兩個獨立測量的數據。NASA的雲和地球輻射能量系統(CERES)衛星傳感器套件測量有多少能量進入和離開地球系統。此外,來自全球海洋漂浮物陣列Argo的數據能夠準確估計世界海洋的升溫速度。由於能量失衡產生的大約90%的過剩能量最終進入了海洋,吸收和發射熱量的總體趨勢應該與海洋熱含量的變化大致一致。

該研究的主要作者、位於弗吉尼亞州漢普頓的NASA蘭利研究中心CERES的主要調查員Norman Loeb說:“這兩種觀察地球能量不平衡變化的非常獨立的方法真的非常一致,而且它們都顯示了這種非常大的趨勢,這給了我們很大的信心,我們看到的是一個真實的現象,而不僅僅是一個儀器的假象。我們發現的趨勢在某種意義上是相當令人震驚的。”

由於人類活動導致的二氧化碳和甲烷等溫室氣體排放的增加,將熱量截留在大氣層中,捕獲了本來會逃到太空中的外向輻射。氣候變暖推動了其他變化,如冰雪融化,水蒸氣增加和雲層變化,這些都會進一步加強氣候變暖。地球的能量不平衡是所有這些因素的凈效應。為了確定驅動不平衡的主要因素,調查人員使用了一種方法,觀察雲層、水蒸氣、微量氣體和太陽光輸出的綜合貢獻、表面反照率(地球表面反射的光量)、稱為氣溶膠的微小大氣顆粒以及表面和大氣溫度分佈的變化。

該研究發現,不平衡的翻倍部分是由於人類活動導致的溫室氣體的增加,也被稱為人類活動的強迫,以及水蒸氣的增加正在捕獲更多的外向長波輻射,進一步促進地球的能量不平衡。此外,相關的雲層和海冰的減少導致了更多的太陽能吸收。

研究人員還發現,太平洋十年濤動(PDO)從冷相到暖相的翻轉可能在能量失衡的加劇中發揮了重要作用。PDO是太平洋氣候變化的一種模式。它的指紋包括東太平洋的一個巨大的水楔,經歷了冷和暖的階段。地球系統中這種自然發生的內部變化可以對天氣和氣候產生深遠的影響。2014年左右開始的一個強烈的溫暖PDO階段,一直持續到2020年,導致海洋上空的雲層廣泛減少,對太陽輻射的吸收相應增加。

Loeb說:“這可能是人為因素和內部變化的混合體。而在這一時期,它們都造成了變暖,這導致了地球能量不平衡的一個相當大的變化。增加的幅度是空前的。”

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