追逐难以捉摸的气候敏感性

Willis Eschenbach 的客座帖子(X 上的@WEschenbach,我的个人博客在这里)我开始思考,从长远来看,当……时,世界将会变暖多少

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Willis Eschenbach 的客座帖子(X 上的@WEschenbach,我的个人博客在这里)

我开始思考,从长远来看,当表面吸收的辐射增加时,世界将会变暖多少。我想我可以用它来估计长期气候敏感性,这通常表示为如果二氧化碳增加一倍,地表将变暖多少。 (2xCO)。

首先,我查看了表面吸收的总功率,以瓦每平方米 (W/m) 为单位。这包括来自太阳的太阳辐射、来自大气的长波辐射以及平流热量,即不断从赤道水平移​​动到两极的能量。图 1 显示了没有(左)和有(右)平流热量的结果。注意向极地的热量平流如何平衡地球的加热。

图 1. 没有(左)和有(右)平流功率时的表面功率吸收。

现在,Stefan-Boltzmann 方程将辐射功率与温度联系起来。该公式表示,辐射功率是一个常数乘以表面发射率乘以温度的四次方。那么……考虑到这个方程和地球的温度,每平方米 (W/m) 增​​加 1 瓦特应该使地球变暖多少?图2显示了计算结果。

图 2. 使用 Stefan-Boltzman 方程计算出的理论温度变化,约为 0.2°C/W/m2。(感谢 Arjan Duiker 在下面指出图中的图例是错误的,应该是 C/W/m2。)

请注意由于温度和发射率而导致的计算温度变化的变化。正如预期的那样,由于四次方关系,每平方米一瓦的变化在两极产生的差异比在热带地区更大。

接下来,我研究了净吸收功率(包括平流)与温度之间的现实关系。图 3 显示了温度与总吸收功率的散点图结果。

现在我们可以将它们放在一起:

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