全球变暖的迅速加剧主要是由于行星反照率降低

2025-04-27 01:42来源:本站

  

  海平面上升、冰川融化、海上热浪——2023年创下了一系列令人担忧的新纪录。全球平均气温也比工业化前的水平上升了近1.5度,创下了另一个纪录。事实证明,寻找这种突然上升的原因对研究人员来说是一个挑战。

  毕竟,考虑到人为影响的影响,如大气中温室气体的积累,天气现象El Ni?o和自然事件,如火山爆发,可以解释变暖的主要部分。但这样做仍然会留下大约0.2摄氏度的差距,这一点从未得到令人满意的解释。由阿尔弗雷德·韦格纳研究所领导的一个研究小组对全球平均温度的上升提出了一种可能的解释:我们的星球反射性变弱了,因为某些类型的云减少了。

  该研究的主要作者、亥姆霍兹极地与海洋研究中心阿尔弗雷德·韦格纳研究所(Alfred Wegener Institute)的赫尔格·高斯林(Helge Goessling)博士说:“除了厄尔尼诺Ni?o的影响和人为温室气体预期的长期变暖之外,人们还讨论了其他几个可能导致2023年以来全球平均气温出奇高的因素。”例如,太阳活动增加,火山喷发产生大量水蒸气,或大气中的气溶胶颗粒减少。但是,如果把所有这些因素结合起来,仍然有0.2摄氏度的升温,没有明显的原因。

  赫尔格·高斯林说:“2023年气温上升0.2摄氏度的‘解释差距’是目前气候研究中讨论最激烈的问题之一。”为了缩小这一差距,来自AWI和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的气候建模者仔细研究了美国国家航空航天局(NASA)的卫星数据,以及ECMWF自己的再分析数据,其中一系列观测数据与一个复杂的天气模型相结合。在某些情况下,数据可以追溯到1940年,从而可以详细分析全球能量收支和不同高度的云量是如何演变的。

  “引起我们注意的是,在NASA和ECMWF的数据集中,2023年是行星反照率最低的一年,”来自ECMWF的合著者托马斯·拉科博士说。行星反照率描述的是太阳辐射在与大气和地球表面相互作用后被反射回太空的百分比。“我们已经观察到近年来的轻微下降。数据显示,2023年,行星反照率可能至少是自1940年以来的最低水平。”

  这将加剧全球变暖,并可以解释“缺失”的0.2摄氏度。但是是什么导致了行星反照率接近记录的下降呢?

  自20世纪70年代以来,地球表面的反照率一直在下降,部分原因是北极积雪和海冰的减少,这也意味着反射阳光的白色区域越来越少。自2016年以来,南极海冰的减少加剧了这种情况。

  “然而,我们对数据集的分析表明,极地地区表面反照率的下降只占最近行星反照率下降的大约15%,”Helge Goessling解释说。

  其他地方的反照率也明显下降。为了计算这种降低反照率的潜在影响,研究人员应用了一个能够模拟复杂气候模型的温度响应的已建立的能量收支模型。他们发现:如果没有自2020年12月以来的反照率降低,2023年的平均温度将降低约0.23摄氏度。

  有一种趋势似乎对行星反照率的降低产生了重大影响:中纬度北部和热带地区低空云层的减少。在这方面,大西洋尤为突出,也就是说,在2023年观测到的最不寻常的温度记录完全相同的地区。

  “值得注意的是,北大西洋东部是最近全球平均气温上升的主要驱动因素之一,其特点是低空云层不仅在2023年大幅减少,而且在过去十年中——就像几乎整个大西洋一样——也大幅减少。”

  数据显示,低海拔地区的云量有所下降,而中海拔和高海拔地区的云量如果有下降的话,也只是略有下降。

  反照率降低的主要原因是低空云层而不是高空云层,这一事实具有重要的意义。所有高度的云都反射阳光,产生降温效果。但是位于高空、寒冷的大气层中的云也会产生变暖效应,因为它们将地表散发的热量保留在大气中。

  “从本质上讲,它和温室气体的影响是一样的,”赫尔格·高斯林说。但较低的云层没有同样的效果。“如果低云减少,我们只会失去冷却效果,使天气变暖。”

  但是为什么低云少呢?大气中人为气溶胶浓度的降低,特别是由于对船用燃料的更严格规定,可能是一个促成因素。作为凝结核,气溶胶在云的形成中起着至关重要的作用,同时也反射阳光。此外,自然波动和海洋反馈可能也起了作用。然而,Helge Goessling认为单靠这些因素是不够的,并提出了第三种机制:全球变暖本身正在减少低云的数量。

  “如果反照率下降的很大一部分确实是由于全球变暖和低云层之间的反馈,正如一些气候模型所显示的那样,我们应该预计未来会出现相当剧烈的变暖,”他强调说。“我们可能会看到全球长期气候变暖超过1.5摄氏度,比迄今预期的要早。与《巴黎协定》规定的限制相关的剩余碳预算必须相应减少,实施措施以适应未来极端天气影响的必要性将变得更加迫切。”

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