新研究发现过去14年地球能量的不平衡翻倍
导 读
2005—2019年14年间，地球能量不平衡（EEI）大约增加了一倍，表明地球气候失衡已经处于相当严重的境地，人类应该引起高度警觉。
作者：刘文浩
转载自 中科院资源环境科学信息中心公号（2021年7月30日），详细内容参见中国科学院兰州文献情报中心《地球科学动态监测快报》2021年第14期
2021年6月15日，《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）刊发文章《卫星和海洋数据揭示地球升温显著上升》（Satellite and ocean data reveal markedincrease in earth's heating rate）称，2005—2019年14年间，地球能量不平衡（EEI）大约增加了一倍，表明地球气候失衡已经处于相当严重的境地，人类应该引起高度警觉。
地球能量不平衡（EEI）是全球平均太阳辐射吸收和热红外辐射散发到空间之间的差异（目前为0.3%）。地球的气候是由一种微妙的平衡决定的，这一平衡是由太阳在大气层和地表吸收的辐射能的多少和地球向太空散发的热红外辐射的多少所决定的。正能量不平衡意味着地球系统正在获得能量，导致地球变暖。美国国家航空航天局（NASA）和国家海洋与大气管理局（NOAA）的科学家比较了2个独立测量结果。其中，NASA的“云和地球辐射能量系统”（CERES）的卫星传感器测量了有多少能量进入和离开地球系统。此外，来自NOAA的Argo数据使人们能够准确估计全球海洋升温的速度。由于能量不平衡所产生的过剩能量中，约有90%最终进入海洋，进入和流出的辐射的总体趋势应该与海洋热量含量的变化大致一致。结果显示，上述2个独立的方法观察到的地球能量不平衡的变化趋势一致。
研究人员分析称，由于人类活动，二氧化碳和甲烷等温室气体排放的增加将热量困在大气中，捕获了原本会逸入太空的辐射。气候变暖还引发了其他变化，比如冰雪融化，以及水蒸气和云层变化的增加，这些都进一步加剧了气候变暖。地球的能量不平衡是所有这些因素共同作用的结果。为了确定造成这种不平衡的主要因素，研究人员使用了一种方法，研究云层、水蒸气、微量气体的贡献和太阳光输出、地表反照率（地球表面反射的光量）、称为气溶胶的微小大气颗粒以及表面和大气温度分布的变化。研究发现，失衡的加倍部分是由于人类活动导致的温室气体增加，以及水蒸气的增加，正在捕获更外向的长波辐射，进一步加剧了地球的能量失衡。此外，云层和海冰的减少导致对太阳能的吸收更多。研究人员还发现，太平洋年代际振荡（PDO）从冷相转变为暖相，很可能是加剧能量不平衡的主要原因。PDO是太平洋气候变化的一个模式。它的特征包括东太平洋的一个巨大的楔形水，它经历了冷和暖的阶段。地球系统中这种自然发生的内部变化可能对天气和气候产生深远的影响。2014年左右开始并持续到2020年的强暖PDO阶段导致了海洋上空云量的广泛减少和相应的太阳辐射吸收的增加。
研究人员警告称，该研究只是相对于长期气候变化的一个缩影，无法确定未来几十年地球能源预算的平衡情况。然而，该研究证实：除非热吸收率下降，否则气候的变化应该比已经发生的变化更大。此外，该研究中，Argo和CERES高度互补的记录使研究人员既能更准确地确定地球的能量不平衡，又能深入的洞察地球的变化和趋势，长期观察这种能量失衡的规模和变化对于了解地球不断变化的气候至关重要。
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