地球变暗

到达地球表面的阳光减少使气候模型复杂化

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令科学家们惊讶的是,他们发现近几十年来到达地球表面的阳光减少了。太阳不是变暗了;而是云层、空气污染和气溶胶阻碍了阳光的照射。研究人员正在了解到,这种现象可能会以之前没有意识到的方式与全球变暖相互作用。

以色列贝特达甘土壤、水和环境科学研究所的沙布泰·科恩说:“这是人们以前没有意识到的事情。” “而且,它花了很长时间才在科学界获得支持。” 科恩的同事杰拉尔德·斯坦希尔在15年前首次发表了他的太阳变暗研究结果。

对这种影响的估计各不相同,但总的来说,“其程度令我们所有人都感到惊讶,”加州大学圣地亚哥分校的气候学家维拉巴德兰·拉马纳坦评论道。斯坦希尔和科恩认为,从1958年到1992年,太阳辐射量每十年减少2.7%。换句话说,辐射减少量相当于每年每平方米0.5瓦,大约是大气中二氧化碳积累导致变暖的三分之一(幅度)。


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哥伦比亚大学的气候学家比阿特·利珀特及其同事进行的另一项分析发现,从1961年到1990年,太阳辐射量每十年减少1.3%,其中北美地区的下降尤其明显。这相当于总共减少了每平方米高达18瓦的辐射,而到达地球表面的辐射约为每平方米200瓦。

太阳辐射的减少有时被称为全球变暗,它因地区而异,而且还没有对世界海洋进行测量。它也是从世界各地的蒸发率中推断出来的——在北半球,从专门校准的蒸发皿中蒸发的水量至少在过去五十年里一直在下降。在蒙特利尔举行的五月份美国地球物理联盟会议上,澳大利亚国立大学的迈克尔·罗德里克和格雷厄姆·法夸尔提出了将这一发现扩展到南半球的研究结果。

一个关键的罪魁祸首似乎是气溶胶——微米大小的颗粒(或更小),由硫酸盐、黑色和有机碳、灰尘甚至海盐组成。气溶胶已被认为与降温趋势有关,例如从大约1945年到1975年全球气温略有下降。除了阻止气温升得比现在更高之外,气溶胶还使全球变暖的模型变得复杂。颗粒物充当云凝结的核点。它们会导致更多的云层——一种被称为间接气溶胶效应的现象——从而反射阳光。

太阳变暗也对水文循环产生影响。按照传统的观点,全球气温升高意味着更多的水从海洋蒸发,并以雨的形式降落在陆地上。但是,根据利珀特的模拟,在一个被气溶胶和云层遮蔽的星球上,水蒸气和雨水在大气中停留的时间比在没有气溶胶的世界中长约半天。“所有关于全球变暖的讨论总是从温度的角度进行,”利珀特评论道。“我认为我们真的应该更多地从能量平衡和水平衡的角度来讨论它。”

科恩指出,变暗效应可能会对农业产生影响——根据经验,像辣椒和西红柿等喜光植物的农业生产力每减少1%的阳光就会下降1%。然而,有些植物在更有限、散射的光线下生长得更好。

目前,科学家们仍在继续收集关于太阳变暗的数据,并深入研究其对气候的影响。“这将非常困难,”拉马纳坦说道,并指出读数的差异。“我们不知道测量的质量。”


大卫·阿佩尔住在新罕布什尔州纽马克特。

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