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温室气体增多地球变冷?要看云的意见

  文章来源:科学时报 【2014-01-08 08:56:12】  

对大量气候模型进行的一项新研究显示,地球气候变暖的实际情况可能会大大超过对于大气中二氧化碳水平翻番的预期响应。科学家认为,其原因在于目前的模拟只能反映有限的变暖,而不能精确描述低层大气中云层形成的数量,因此其所冷却的气候远远超过现实世界的数据所暗示的实际情况。如果真是如此,地球变暖将爬向过去30年中每位专家提出的气候评估范围的高端。

地球对温室气体比想象中更敏感
一项新的研究表明,一些气候模型不能准确表达低空云层的形成情况。(图片来源:NASA GSFC)

二氧化碳是一种所谓的温室气体,大气中的这种气体越多,其所捕获的热量就越多,并且使全球的平均温度爬升。长久以来,科学家一直在争论地球气候对于这种气体到底有多敏感。他们特别提出,在人类活动将二氧化碳释放到大气中之前,如果这种气体的水平翻一番,全世界到底将升温多少?

澳大利亚悉尼市新南威尔士大学大气科学家Steven Sherwood表示,目前的模型和各种观测资料表明,一旦二氧化碳的含量是工业化前含量280ppm(百万分之一)的两倍,地球将变暖1.5摄氏度到4.5摄氏度,并且气候系统也将作出调整。Sherwood强调,这一研究是很宽泛的,自从第一台计算机于上世纪70年代开始模拟气候以来,这种情况就从未改变过。他指出,广泛的分析表明,一个模型的气候敏感性在很大程度上取决于该模型如果评估低空云层的形成。如果一个模拟生成了大量的低端云层,则有更多的阳光被反射回太空,大体上看,地球会比没有云层时更冷。

在一项试图缩小气候敏感性范围的研究中,Sherwood及其同事分析了来自43个不同气候模型的研究结果。他们还特别着眼于考察这些模拟如何展现最低几千米大气中的混合情况,那里正是许多云层形成的地方,从而使气候变得更热。随后,研究人员将这些模型研究结果与从世界各地搜集来的数据进行了比较。

研究人员发现,总的来说,具有较低气候敏感性的全球气候模型(其中15个模型在二氧化碳水平翻一番后,全球平均气温升高不足3摄氏度)产生了太多的低空云层。Sherwood说:“这些低敏感性的模型正在做的一切都是错的。”他和同事认为,基本上大气最低部分增加的对流往往会吹干这里的空气,使得云层的形成变得比较不易。研究人员在最新出版的《自然》杂志中指出,反过来,这意味着低敏感性的模型是不值得被信任的,并且随着二氧化碳含量翻一番,地球升高的温度很有可能超过3摄氏度。

日本筑波国立环境研究学院的气候科学家Hideo Shiogama和Tomoo Ogura在同一期《自然》杂志上评论道,该小组的研究结果表明,大约一半的气候敏感性变化可以用气候模型描述低层大气混合情况的差异加以解释。他们同时强调,剩下的变化则不能用这种方法加以解释,但重要因素包括模型如何模拟海冰数量或高层大气的总变化。

并未参与该项研究的纽约市美国宇航局(NASA)戈达德空间研究所的气候科学家Gavin Schmidt指出,由于研究人员对气候模型的分析侧重于结合到这些模拟中的过程,“因此是相当可信的”。然而他强调,之前的研究已经表明,气候敏感性低于3摄氏度的情况是不能被排除的。因此,新的分析不太可能仅仅是降低气候敏感性的数值,但这也不是完全没有可能的。(赵熙熙)

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