在气候建模领域,气溶胶是麻烦制造者。
这些微小的空气传播粒子,既来自燃烧化石燃料和生物质等人类来源,也来自火山喷发和海雾等自然来源,众所周知,它们通过影响云的反射率,对地球气候产生冷却效应。
然而,它们究竟能冷却多少,仍然是一个存在相当大不确定性的话题。
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当气候科学家试图了解二氧化碳的变暖效应时,这是一个问题,他们知道二氧化碳会使地球变暖。
利兹大学的大气科学家肯·卡斯洛(Ken Carslaw)说:“我们不知道气溶胶的强迫效应是什么,所以我们不知道二氧化碳强迫效应有多少被气溶胶抵消了。”
卡斯洛昨天在《自然》杂志上发表的一篇新论文,更加关注了所谓的天然气溶胶及其对云亮度的影响。顾名思义,这些气溶胶来自火山喷发等自然过程。
卡斯洛的研究旨在更多地了解气溶胶冷却地球方式的不确定性。他发现,问题的很大一部分在于理解天然气溶胶,而不是人类产生的气溶胶。
卡斯洛说:“我们发现,近一半的强迫不确定性是由这些天然气溶胶引起的。”
需要对工业化前时代进行基准测试
这并不是因为天然气溶胶在今天对气候强迫有显著贡献。如今,人类释放的气溶胶的影响使天然气溶胶的影响相形见绌。
相反,这是因为科学家需要有一个基线理解,以解释工业时代之前天然气溶胶的冷却效应,以及我们今天看到的冷却效应。
国家海洋和大气管理局(NOAA)地球系统研究实验室的气候科学家丹尼尔·墨菲(Daniel Murphy)说:“为了理解冷却效应,我们不仅要了解今天的冷却效应是什么,还要了解[200]或300年前的冷却效应是什么。”
在工业化之前,这些天然气溶胶的冷却效应非常不确定。
卡斯洛说,知道天然气溶胶是其中不确定性最大的因素,可以为科学家提供一个重点关注的目标领域。
他说:“积极的一面是,我们现在很清楚不确定性在哪里。一旦你知道它们是什么,你就可以去解决它们。”
卡斯洛计划使用模型来尝试更多地了解工业化前时代天然气溶胶的浓度及其对气候的影响。
寻找接近原始的区域
虽然今天世界上几乎没有卡斯洛所说的不受人类排放影响的“原始”气溶胶水平的区域,但南半球的一些地区接近这种水平,他计划在那里进行研究。
美国国家海洋和大气管理局的墨菲表示,研究人员还可以通过尝试更多地了解气溶胶在大气中的作用来减少不确定性。
美国国家海洋和大气管理局地球物理流体动力学实验室的气候科学家和气溶胶专家易明(Yi Ming)表示,该论文的研究结果强调需要关注他和许多其他研究人员认为需要额外强调的领域,该实验室为政府间气候变化专门委员会(IPCC)提供气候模型。
易明说:“这项研究的独特之处在于,它更加强调天然气溶胶,而不是人为气溶胶。”
他还表示,这项研究可能会促使IPCC更加关注其使用的模型中的天然气溶胶。
目前,IPCC规定了其模型中输入的人为排放水平,但没有规定天然排放水平。易明认为,这种缺乏一致性可能会导致模型中的一些差异。
他说:“毫无疑问,本文中的这种思考方式将有助于建模中心在未来更好地指导其模型开发工作。”
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