帖子:了解气候反馈

篇文章来自教授埃里克•沃尔夫皇家学会研究气候变化和Earth-Ocean-Atmosphere系统组的教授剑桥大学。

本周,英国皇家学会发表了一篇特种日记帐问题气候反馈的话题。这个版本一起收集论文基于演讲,科学家在一个皇家学会会议2014年12月,涵盖了最新的科学不确定性气候反馈。biwei6868

但在你深入研究论文之前,请允许我介绍一下反馈的概念和为什么他们如此重要。

显著的积极的

人类活动,尤其是那些导致二氧化碳的浓度增加,正在改变气候。对当前轨迹的碳排放,非常重大的气候变化预计本世纪末。

如果大气中二氧化碳的增加没有连锁效应,计算这些变化将简单的大小。如果我们增加了一倍的二氧化碳在大气中工业化前的水平相比,地球的温度将最终对气温升高1.2摄氏度的平衡。

但现实是更复杂的。一旦地球开始变暖,它触发其他进程在表面和大气中。这些都是气候反馈。“积极”的反馈将加强气候变暖,而“消极”的会削弱它。最近的报告政府间气候变化专门委员会(联合国政府间气候变化专门委员会)得出的结论是,所有反馈的联合效应可能是相当积极的。

这些反馈不确定性的大小是主要原因科学家使用一个范围而不是一个确切数字,当估计多少地球将来会热身,即使我们规定的碳排放。它们不仅仅是全球温度影响,他们在区域气候还扮演着一个关键角色,。

日落在Vatnfjorden Nordpollen,罗浮、挪威、欧洲。©索尼娅约旦/ imageBROKER / Corbis。

快速的反馈

一些气候反馈踢很快随着温度的上升。这些“快速”的反馈包括水蒸气的变化,云,海冰范围。

随着气温升高,更多的水从地表蒸发和存在于大气中。水本身就是一种温室气体,大气中二氧化碳含量的变暖效应,创造一个积极的反馈。这个过程很好理解的科学家。

负面反馈的一个例子是由变化引起的温度下降速率越高在大气中。当气候变暖,预计不同海拔地区受到不同的温暖。占主导地位的变化是在热带地区,对流层上层应该温暖的比表面。这将导致更多的热量比预计将在失去了统一的变暖,这“递减率”反馈是负的。

更多的空气中水蒸气的数量和类型也会影响云的形式。这里变得更加复杂:取决于他们的类型和高度,云可以变暖或地球上的冷却效果。

这些影响是如何平衡仍然是不确定性的主要来源对短期气候变化的科学家的预测。

已经有很大的进步在理解不同的云类型如何应对变化。但是与空间的全球气候模型的单位,个人云是很小,所以很难代表所有云计算的过程,科学家们知道。在我们的皇家学会特殊问题,克里斯托弗·布雷瑟的论文看着最新的关于这一主题的科学。biwei6868

另一个快速反馈是改变海上冰雪覆盖的土地上。明亮的白色冰雪反射太阳的大部分能量到达地球表面,他们有很高的必威体育在线注册反照率。如果海上冰雪融化,他们留下一个深海洋表面或土壤,反映出更少的能量,进一步导致表面温暖。必威体育在线注册

这种积极的反馈是一个关键的组件在生产最大的地区应对气候变化的对比:北极放大。北极海冰减少导致变暖快两倍随着全球平均水平。科学家们已经初步联系迅速变暖的北极极端天气在中纬度地区国家,如英国、美国俄罗斯。

气温升高也可能引起永冻层土壤在北极融化,释放大量的有机碳的潜力。查尔斯Koven和他的同事们在他们的论文中解决这个问题。

北极苔原frost-wedging特性引起的反复冻融过程中岩石土壤和地表水由于永久冻土融化而积累在弗兰格尔岛,俄罗斯西伯利亚北极。©珍妮·e·罗斯/ Corbis。

长时间尺度

当然,有些反馈需要一段时间让人们感觉到自己的存在。例如,巨大的冰盖的增长和收缩一直是主要从一个冰期气候反馈到下一个在地球的历史悠久。反照率效应适用于海冰的一样,但是在这些变化巨大的毯子冰不会很快发生。

有很好的理由假设存在一个温度阈值超出大部分的损失格陵兰冰盖变得不可避免。南极西部冰盖的未来还不确定,因为它低于海平面,冰盖是容易受到海洋温度上升以及气温升高。而海平面将数千年来的变化,采取的行动或避免在本世纪可能提交地球看到他们发生。

反馈引发了不断上升的二氧化碳也可以发生在碳循环本身——一个话题了Pierre Friedlingstein在他的论文。超过一半的人造吸收的碳排放量目前海洋和陆地生物圈。然而,随着海洋变暖,他们碳储存能力可能会减少。同样地,多少二氧化碳树木、植物和土壤可以吸收可能是不同的在一个变暖的世界。很明显,碳循环的正反馈非常重要的改变从冰河时代到温暖的时期。

最后,在现代是一种新型的反馈:人类。实际上,我们是一个整体的类别。我们如何改变或者不改变我们的行为,以应对气候变化将发挥重要作用决定在全球气温上升的规模在未来几十年,几百年。

气候敏感性

科学家们使用三个平行线的研究来评估反馈的力量。

首先,有研究,旨在揭示不同的反馈如何工作。这些贡献科学家需要改善气候模型的详细知识。第二,有造型研究,展示不同的反馈将影响全球气候。第三,研究地球的过去,举例说明气候应对自然营力,如火山喷发,或自然的温室气体的排放。

科学家们已经大大提高理解的许多主要的反馈过程影响的过去,气候变化,并将影响未来。量化的主要反馈的大小仍然是困难的,然而。所以,目前,科学家们仍将呈现气候预测广泛,但我们正在努力让它更窄。

照片:Schareck在奥地利滑雪地区。©冈萨雷斯/ Christoph Obersch /冈萨雷斯照片/ Corbis照片。