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过去10年,地球的天空变得更加明亮,助长了全球变暖。图片来源:NASA
2023年被证明是历史上最热的一年,这印证了一些气候科学家的警告,即全球变暖的速度正在加快,并已进入一个新的危险阶段。
4月3日发表于《通讯-地球与环境》的一项新研究给出了造成这一结果的一个原因:地球的天空变得越来越晴朗,让越来越多的阳光照射进来。
这项研究利用了美国宇航局(NASA)的一系列太空仪器。自2001年以来,这些仪器一直在追踪进出地球的能量的微妙平衡。过去10年间,名为“云和地球辐射能系统”(CERES)的仪器探测到地球吸收的太阳能量显著增加,甚至远远超过了温室气体增加带来的变暖。读数显示,地球的反射性已经减弱,就好像穿上了一件深色衬衫。
研究人员表示,其中一个原因是发电厂使用洗涤塔和更清洁的燃料,使得能反射光的污染物减少了。根据计算,2001年至2019年,更洁净的空气可能占使全球变暖增加的能量的40%。
污染减少会导致气候变暖,因为污染颗粒或气溶胶不仅能将光反射到太空中,还会增加云中的液滴数量,使它们变得更亮或持续时间更长。论文通讯作者、挪威国际气候研究中心建模师 Oivind Hodnebrog说,新研究中使用的气候模型将惊人的变暖归因于污染减少。“这让我大开眼界,它的影响是如此之大。”
通过在4颗卫星上安装6台仪器,CERES测量了反射的阳光和红外热量,同时对观测到的场景,包括云层进行成像。为了解释CERES图表上的变化,Hodnebrog和同事多次运行4个气候模型的3个不同版本以确定海洋温度,从而使这些模型与2001年至2019年的天气模式大致相符。第一个版本让空气污染保持在2000年的水平,第二个版本让温室气体保持在2000年的水平,第三个版本则让二者都“进化”到最能模拟现实世界变化的状态。通过计算这些运行之间的差异,研究人员大致梳理出CERES测量到的能量吸收增加的原因。
然而,污染减少可能不是CERES探测到的天空更明亮的唯一原因——这一趋势在2015年后便开始出现。这些模型无法解释高达40%的额外吸收光,而且CERES的数据显示,两个半球的反射率都在下降,而北半球的污染减少幅度最大。这两项观测都表明,其他因素可能也会降低地球的反射率,如冰雪融化暴露出的较暗陆地,而变暖会使低空的云消散、显现出深色的海洋,风和洋流的变化也可能改变云的行为,使其反射性减弱。
德国马克斯·普朗克气象研究所气候科学家Bjorn Stevens说,新研究中的模型可能夸大了气溶胶的影响。“如果模型对气溶胶过于敏感,将引导我们往错误的方向走。”
美国芝加哥大学气候动力学家Tiffany Shaw表示,这项新研究强调了随着地球持续变暖,气溶胶将发挥的重要作用,以及保持模型更新的必要性。(王方)
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s43247-024-01324-8
《中国科学报》 (2024-04-10 第2版 国际)