地球上层大气正在快速冷却,科学家终于知道原因

地球表面和低层大气正在变得越来越热,但在地球上方远处,另一个巨大的变化正在向相反的方向展开。几十年来,高层大气一直在稳定冷却,这是人类驱动的气候变化最明显的迹象之一。科学家们已经明白这种情况正在发生,但背后的详细物理原理 [...]

来源:SciTech日报

地球表面和低层大气正在变得越来越热,但在地球上方远处,另一个巨大的变化正在向相反的方向展开。几十年来,高层大气一直在稳定冷却,这是人类驱动的气候变化最明显的迹象之一。科学家们已经了解到这种情况正在发生,但其背后的详细物理原理仍不清楚。

现在,哥伦比亚大学的研究人员表示,他们已经确定了相关机制。他们的新研究表明,冷却与二氧化碳(CO)与高层大气中不同波长的光相互作用密切相关。

“它解释了一种作为气候变化指纹的现象,人们已经知道这种现象发生了几十年,但一直未被理解,”拉蒙特-多尔蒂地球观测站(哥伦比亚气候学院的一部分)海洋和气候物理学研究教授罗伯特·平卡斯(Robert Pincus)说,他也是发表在《自然地球科学》上的这项研究的合著者。

为什么二氧化碳加热地球但冷却平流层

在地球表面附近,二氧化碳会捕获热量,否则这些热量可能会逃逸到太空中,从而导致全球变暖。但在大气层的高层,情况发生了巨大的变化。

在距地球表面约 11 公里至 50 公里的平流层中,二氧化碳的表现不太像一层毯子,而更像是一个冷却系统。这些分子吸收从下方升起的红外能量,然后将部分能量发射回太空。随着二氧化碳浓度的增加,平流层释放热量的能力变得更强,导致那里的温度下降。

科学家们在 20 世纪 60 年代首次通过气候学家真锅修郎 (Syukuro Manabe) 开发的开创性气候模型预测了这种效应,他的工作后来获得了诺贝尔奖。自20世纪80年代中期以来,平流层已降温约2摄氏度。研究人员估计,这种降温效果比没有人类排放二氧化碳的情况下降温效果高出 10 倍以上。

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