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一项新研究解释了二氧化碳如何冷却高层大气并温暖下面的地球
研究人员解决了一个长期存在的大气难题：二氧化碳上升如何在使地球表面和低层大气变暖的同时使平流层变冷。
来源:地球大学 | 哥伦比亚大学 | 行星状态亮点
•研究人员解释了为什么二氧化碳上升会导致平流层变冷，同时也会使地球表面和低层大气变暖。
•研究表明，这种冷却很大程度上取决于二氧化碳与不同波长红外光的相互作用。
•随着二氧化碳浓度上升，平流层冷却涉及的红外波长范围扩大。
•研究结果有助于解释平流层冷却如何增强二氧化碳的吸热效应。
即使地球表面和低层大气的温度上升，地球的高层大气却急剧冷却。这种矛盾的模式是人类气候影响的一个众所周知的迹象，但直到现在，其背后的物理原理仍然是一个谜。
在一项新研究中，哥伦比亚大学的研究人员描述了这种现象的机理，阐明了它在很大程度上是由二氧化碳 (CO2) 与不同波长的光相互作用的方式决定的。
“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。
在低层大气中，二氧化碳分子会捕获热量，否则这些热量会逃逸到太空中。然而，在大气层的更高处，动态会发生变化。在平流层（距地球表面约 11 公里至 50 公里的大气层）中，二氧化碳分子的功能几乎就像辐射器一样，从下方吸收红外能量并将部分能量发射到太空中。当添加更多的二氧化碳时，平流层会更有效地散发热量并冷却。
[这一发现]解释了一种气候变化的现象，人们已经知道这种现象已经发生了几十年，但一直未被理解。
“正是这些效率变化最终将推动平流层冷却，”科恩说。