地球上生命的奇蹟取決於精妙的平衡。太陽光線進入地球大氣層，使地球變暖。同時，部分太陽能量被反射回太空，確保地球不會變得過熱。
但隨著人類將溫室氣體排放到大氣中，地球的能量平衡已經傾斜。溫室氣體阻止額外的能量輻射回太空，導致全球氣溫上升。
科學家在2016年《自然氣候變化》雜誌上表示，這種能量失衡是「定義全球氣候變化狀態的最基本指標」。關於全球氣候變化的一切——包括地球變暖——都是能量輸入與能量輸出不匹配的症狀。
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現在，科學家表示，這種失衡正變得更加傾斜。本月發表在《地球物理研究通訊》上的新研究發現，失衡程度在2005年至2019年間大約翻了一番。
總體失衡仍然相對較小——輻射輸入與輻射輸出之間約有0.3%的差異。但積少成多。在過去150年左右的時間裡，地球的全球平均氣溫已經上升了近華氏2度。
主要研究作者、美國太空總署 (NASA) 氣候科學家諾曼·勒布 (Norman Loeb) 表示，新的測量結果說明了地球在最核心層面上發生的物理變化。
他說：「在我看來，這是一個比地表溫度更基本的測量指標。這是整個地球，正在添加到或從整個地球移除的東西。」
該團隊利用了兩個不同的數據集，這兩個數據集都獨立地反映了地球的能量失衡。他們首先查看了美國太空總署 (NASA) 的衛星數據，這些數據由測量進出地球大氣層的輻射通量的儀器收集。
然後，他們查看了Argo浮標網絡收集的海洋熱量測量數據，Argo浮標網絡是一個國際海洋觀測系統，其漂流感測器分散在世界各地。海洋吸收了地球約90%的過剩能量，使海洋熱量成為能量平衡變化的主要指標。
兩個數據集彼此獨立地發現地球的能量失衡正在加劇。它們產生的趨勢在統計學上沒有區別——幾乎完全相同。
勒布指出，兩個數據集之間「令人難以置信的一致性」表明它們都是準確的。
研究人員還進行了一項額外分析，以弄清楚為什麼失衡情況迅速惡化。大氣中的溫室氣體顯然是一個主要驅動因素。但隨著地球變暖，它引發了其他回饋循環，進一步加劇了失衡。
冰層融化是這些回饋之一。
在過去幾十年中，北極海冰因應氣溫上升而急劇減少。海冰具有高反射性，有助於將陽光反射離開地球。隨著海冰消失，更多的太陽輻射能夠穿透到地球表面。
雲層覆蓋是另一個因素，儘管它更為複雜。
雲層可以捕獲太陽能或將其反射回太空，具體取決於雲的類型、當地氣候條件和其他因素。研究表明，總體而言，雲層覆蓋的變化增加了地球吸收的太陽輻射量。但尚不清楚具體是如何或為什麼。
研究人員補充說，其中一些雲層變化可能與自然氣候週期的轉變有關。但其中一些也可能歸因於人為造成的氣候變化。
這提醒我們，並非所有氣候變遷的後果都是線性的。氣候系統充滿了回饋迴路，這些迴路會加速地球變暖和變化的速度。
研究人員警告說，如果地球的能量失衡持續惡化，那麼他們預計「未來幾十年氣候將發生更大的變化」。
電腦模擬和模型可以幫助科學家對未來做出這些預測。反過來，新的測量結果可以幫助科學家測試其模型的準確性，確保它們反映地球在最基礎層面上發生的情況。
勒布說：「我希望這項研究能夠激勵模型社群的人們...以創新的方式測試模型，使我們能夠更詳細地說明未來會發生什麼。在模型方面還有更多工作要做，以進一步解開這個謎團。」
轉載自《E&E News》，經 POLITICO, LLC. 許可。版權所有 2021 年。E&E News 為能源和環境專業人士提供重要新聞。