平衡状态

能源预算框架，用于了解温室气体增加引起的陆地-海洋变暖对比机制。第一部分：近平衡状态

摘要：建模研究表明，由于大气 CO 2 浓度增加，陆地上地表气温 (SAT) 的增幅大于海洋上表气温的增幅。这种所谓的陆地–海洋变暖对比 f ，定义为陆地平均 SAT 变化除以海洋平均 SAT 变化，是全球变暖的一个显著特征。陆地热容量小不太可能是唯一的原因，因为陆地–海洋变暖对比是在 CO 2 加倍实验的平衡状态下发现的。已经提出了几种不同的机制来解释陆地–海洋变暖对比，但尚未获得全面的理解。在本研究的第一部分中，我们提出了一个基于大气顶部和大气的能量预算来诊断 f 的框架，这使得有效辐射强迫 (ERF)、气候反馈、热容量和大气能量传输异常的贡献能够分解为 f 。利用该框架，我们使用 15 个耦合模式比对计划第六阶段 (CMIP6) 地球系统模型，分析了 SAT 对 CO 2 突然增加四倍的响应。在近平衡状态下（第 121-150 年），f 为 1.49 6 0.11，这主要是由于陆地和海洋的 ERF 和热容量差异引起的。我们发现 ERF、反馈和能量传输异常的贡献往往会相互抵消，导致模型间 f 的扩散较小，而各个组成部分的扩散则较大。在没有热容量贡献的平衡状态下，ERF 和能量传输异常是 f 的主要贡献者，它与平衡气候敏感性呈现出微弱的负相关性。