气候敏感性
地球正在变暖,因为人们将温室气体放入大气中。这被称为温室效应,那篇文章解释了更多关于它的内容。造成最多变暖的温室气体是二氧化碳(简称CO2 ),而燃烧煤炭是将其放入大气层的最大原因。气候敏感性是指当一定量的CO2 被释放到大气中时,地球会变暖多少。通常,它意味着如果大气中的CO2 是1750年(人们开始大量烧煤之前)的两倍,地球会变暖多少。科学家们认为,大气中的CO2 增加一倍后,会有额外的4 W/m2 能量留在地球表面,这最终会使地球升温约3℃。
气候有多敏感?
气候科学家对气候敏感性不是很清楚,但他们认为可能在1.5℃和4.5℃之间。因此,如果大气中的CO2 ,是1750年的两倍,那么在数千年后,地球的温度可能会在1.5℃和4.5℃之间。
我们怎么知道?
有三种方法可以尝试找出气候敏感性。第一种方法是查看自1750年以来每年进行的温度测量,并将其与同一时间大气中的温室气体数量的测量进行比较。第二种方法是尝试找出在人们开始测量之前,遥远的过去有多少温室气体,温度是多少。例如,通过测量几千年前被困在极地冰层深处的微小气泡里有多少CO2 。第三种方法是在计算机中制作气候系统的模型。
为什么要更好地了解气候的敏感程度?
巴黎协定》是要将全球变暖控制在2℃以下。如果气候非常敏感,这将是非常困难的,所以也许人们和国家应该更快地改变为使用清洁能源。但是,如果气候不是非常敏感,也许停止使用几乎还是新的燃煤发电站会是一种浪费。因此,更准确地找出气候的敏感性是非常重要的。
为什么难以发现?
很难找出气候有多敏感,因为在温室效应使地球稍微变暖后,有很多不同种类的反馈,这可以使变暖更快或更慢。例如,暖气从海里蒸发出更多的水,而这些水蒸气本身就是一种温室气体,它使地球变得更加温暖。科学家们相当肯定,大多数反馈使变暖更快:但由于反馈非常复杂,他们并不十分了解,有时他们的计算机速度不够快,无法进行足够的计算以得到一个好的答案。他们一起工作以更好地理解的项目被称为耦合模型相互比较项目(CMIP)。他们试图更好地理解的东西之一是云,因为它们可能会产生很大的差异。
这张图显示了气候敏感性的一般概念。当人们释放CO2 ,它使地球变暖。这种变暖被大多数的反馈所放大。有很多不同种类的反馈。一个反馈是,当最初的温暖融化了一些反射大量阳光的冰,那么阳光可能会照到过去在冰下的海面上,使海面变暖。
谈论气候敏感性的不同方式
思考21世纪的人与思考未来几千年的人可能会以不同的方式谈论气候敏感性。
当二氧化碳停止增加时
如果CO2 ,每年逐渐增加1%,瞬时气候反应(TCR)是指在其翻倍的那一年,温度的增加。这可能是在1℃和2.5℃之间。因为这有点像本世纪可能发生的情况,这可能是大多数人在谈论《巴黎协定》时谈论气候敏感性的最有用方式。
当海洋的温度与大气的温度平衡时
但大部分额外的热量使海洋变暖,在CO2 停止增加后,其中一些热量离开海洋,并在数千年内继续缓慢地使大气变暖。平衡气候敏感性(ECS)是指一旦大气层与海洋恢复平衡,如果CO2 停止增加而保持在双倍水平,地球将达到的温度。
问题和答案
问:是什么导致地球变暖?答:人们把温室气体放入大气中,这就是所谓的温室效应。
问:大气中二氧化碳的最大来源是什么?
答:烧煤是将二氧化碳(CO2)放入大气层的最大原因。
问:气候敏感性是什么意思?
答:气候敏感性是指当一定量的二氧化碳被释放到大气中时,地球会变暖多少。它通常指的是,如果大气中的二氧化碳数量是1750年人们开始大量烧煤之前的两倍,那么地球会变暖多少。
问:当二氧化碳在大气中增加一倍时,有多少额外的热量被截留?
答:当二氧化碳在大气层中增加一倍时,地球上的每一平方米每秒都会有4焦耳的额外热量被捕获。
问:如果二氧化碳增加一倍,地球在很长一段时间内会变得多热?
答:科学家们认为,在很长一段时间内,如果二氧化碳增加一倍,那么地球的温度将增加3℃左右。
问:是什么阻止了一些热量从地球上逸出?
答:温室气体阻止了一些热量从地球上逸出,这就是为什么它被称为 "温室效应"。