迈阿密大学罗森斯蒂尔海洋、大气和地球科学学院的一组科学家进行的一项新研究表明,随着温度的升高,二氧化碳吸收的红外辐射更多,形成了一个加速全球变暖的正反馈循环。
当阳光到达地球时,一部分被反射到太空中,另一部分被地球表面和大气吸收。
被吸收的能量然后以红外波的形式重新发射,我们感受到的就是热量。然而,并不是所有的红外波都能逃逸回太空,因为其中一些会被温室气体拦截,比如二氧化碳,这些气体就像毯子一样覆盖在地球上。
温室气体是红外能量的选择性吸收体,这意味着它们只与特定波长的辐射相互作用。
例如,二氧化碳吸收2000到15000纳米之间的各种波长的能量,这与地球发射的红外能量范围重叠。
当二氧化碳吸收这种红外能量时,它会振动并向各个方向重新发射能量。一些能量进入太空,另一些以热量的形式返回地球,造成温室效应。
二氧化碳的温室效应不是恒定的,而是取决于几个因素,如大气中二氧化碳的浓度、地球的温度和空气中水蒸气的量。
这项新研究发表在11月29日的《自然通讯》杂志上,重点研究了温度对二氧化碳辐射强迫的影响,这是一种测量二氧化碳改变地球能量平衡程度的方法。
研究人员利用卫星数据和计算机模型发现,随着温度的升高,二氧化碳成为一种更有效的温室气体。
这是因为更高的温度会使地球释放出更多的红外能量,尤其是二氧化碳可以吸收的波长。
因此,二氧化碳吸收了更多的热量,加剧了地球的变暖。
该研究估计,全球平均地表温度每升高1°C,二氧化碳的辐射强迫就会每平方米增加约0.2瓦。
这意味着,当气候对二氧化碳的增加做出反应时,二氧化碳本身成为气候变化的一个更有力的驱动力,形成了一个放大变暖的正反馈循环。
这项研究的发现对气候行动具有重要意义,因为它们表明,目前对未来变暖的预测可能被低估了。
该研究还表明,二氧化碳辐射强迫的温度依赖性在世界不同地区有所不同,最大的影响发生在热带和极地地区。
这意味着由于二氧化碳的温室效应增强,一些地区可能会比其他地区经历更大的变暖。
该研究的主要作者,来自北京大学的朱再春博士说,研究结果强调了减少二氧化碳排放以限制气候变化风险的紧迫性。
他解释说,由于二氧化碳的增加导致气候变化,二氧化碳本身成为一种更强的温室气体,这可能会使巴黎协议的目标更难实现。
《巴黎协定》是一项全球性条约,旨在将全球平均气温的上升幅度限制在远低于工业化前水平2°C的水平,并努力将其限制在1.5°C。
为了实现这一目标,世界需要在本世纪下半叶达到二氧化碳净零排放,这意味着任何二氧化碳的排放都必须与大气中等量的二氧化碳去除相平衡。
然而,根据世界气象组织的最新报告,尽管2019冠状病毒病大流行导致排放量暂时减少,但大气中二氧化碳和其他温室气体的浓度在2022年达到了新的历史新高。
该报告警告说,温室气体的持续增加将引发更多的极端天气事件,如热浪、干旱、洪水和风暴,并威胁到数百万人的生命和生计。
该报告的秘书长Petteri Taalas教授说,世界需要采取紧急和果断的行动,减少温室气体排放,到2050年实现净零排放。
他说,避免灾难性气候变化的时间已经不多了,机会之窗正在迅速关闭。