研究:为什么对流层升温模型和卫星数据之间是不同的

最常见的衡量全球气温上升是在地球表面,但科学家们也收集数据在大气中温度高于美元是如何变化的。

特别感兴趣的是对流层大气的最低层,几乎我们所有的天气发生。跟踪温度,科学家们用卫星,已提供数据,因为他们在1970年代末首次推出。

在21世纪初以来,对流层卫星记录的气候变暖比气候模型预测的速度慢。在一项新的研究中,发表在自然地球科学biwei6868,研究人员发现这些差异超出我们预计的范围从自然变化。

相反,他们说,差异可能是因为最近的温室气体排放量的变化,太阳输出,火山爆发和空气污染没有预期的假设由气候模型。

总的来说,这项研究表明尽管对流层变暖并没有加速的模型预测在最近几年,很少有证据表明它已经慢了下来。

温度从卫星

我们的许多历史温度数据来自气象站、船只和浮标在地球表面。自1979年以来,大气的温度记录也可以从卫星微波探测单元(密歇根州立大学)。这些测量微波辐射的“亮度”乐队在大气中,科学家可以估计气温。

然而,乐队的卫星仪器无法轻易提供一个特定的温度层大气的。研究人员已经确定了特定的组乐队,对应于低对流层的温度(TLT)横跨大约0到10公里,中间对流层(TMT)横跨在0到20公里和下平流层(TLS)横跨10到30公里。

不幸的是,这些乐队往往重叠。例如,TMT估计将包括低平流层的一部分,而TLT估计将包括一些表面温度。这些重叠问题,因为不同地区的大气将对气候变化的反应非常不同。

温室气体陷阱传入的太阳辐射时,他们倾向于增加地表和低层大气的温度,和降低温度高层大气的减少太阳辐射是逃避。我们认为这在卫星观测和数据从气象气球,冷却而底层对流层和低平流层表面变暖。

由于对流层温度估计卫星重叠与平流层的一部分,他们最终结合平流层与对流层冷却变暖一点,可以低估了真正的全球变暖的速度。为了避免这个问题,这项新研究修正适用于从TMT删除一些平流层冷却系列。他们使用的方法是描述在先前发表的论文杂志的气候。

纠正错误的数据

处理的污染不是唯一的挑战在处理卫星数据。不像表面上有成千上万的个人观察,周围只有两到三个MSU卫星测量在任何给定的时间,和卫星仅在大约五到十年之前,他们需要被取代。

而卫星旨在通过在同一地球的一部分在每天同一时间,改变作为他们的轨道衰变。一颗卫星,一旦温度超过伦敦下午2点10年前,例如,现在可能要晚上8点。改变观察次温度测量有很大影响,和研究人员需要正确的测量。

同样,替代卫星可能从它的前身测量温度略有不同。在2000年,例如,卫星的仪器是一个改变升级版本的传感器。所有这些可能引入偏差测量需要解决。

有两个主要的组织过程相同的底层MSU数据来估计大气温度:阿拉巴马大学亨茨维尔(UAH)和遥感系统(RSS)。每组有一组不同的假设正确的各种问题的数据,他们最终相当不同的结果。你可以看到UAH(黄线)和RSS(蓝色)数字不符在下面的图表中——尤其是在2000年之后。

年度全球对流层中层平均气温RSS和UAH从1979年到2016年,包括从82.5 n - 82.5 s不包括作为调整UAH平流层调整数据集是不可用的。图通过碳短暂使用必威手机官网Highcharts。

而RSS一般同意全球变暖的速度看到表面温度记录,UAH显示更少的变暖——包括1998年后温度上升更明显放缓。卫星记录之间的差异是大得多的比不同表面温度的估计。合著者卡尔·米尔斯博士RSS的创始人之一,表明:

“总的来说,我认为表面数据集可能会比卫星数据更准确。研究之间的利差远比表面数据,显示更大的结构不确定性。”

这些大型卫星数据集之间的不确定性有所复杂化对流层温度和气候模型的比较,因为它使它清楚的分歧是由于问题的模型或观察,并留有余地:额外的修正数据未来可能发生的事情。

与气候模型

在他们的论文中,研究者使用了许多不同的统计测试来比较TMT的气候模型和观察。他们修正模型和观测平流层冷却的影响,并比较两个时期从1979年到2016年,如下图所示。上面的图表显示了模型输出和较低的图表显示RSS的观察。

而全球变暖的速度模型和观测是接近2000年前,2000年之后是更大的差异。有些差异解释为短期的自然变化,如El Niño事件,不一定同时发生在模型作为观察和倾向于平均。然而,即使这从观察结果,研究人员发现明显的分歧。

解释这些差异,研究人员测试了许多不同的可能因素。首先,他们想看看自然变化的差异可以解释长期数十年从厄尔尼诺现象和海洋温度振荡模型中捕获并不是平均水平。

他们发现,虽然自然内部的变化可以解释大部分的相对较小的建模和观测对流层之间的差异变暖在20世纪的最后二十年,但不能完全解释为什么对流层模型变暖比卫星数据在21世纪初。

其次,他们想看看差异可能是由于模型对二氧化碳过于敏感。他们没有发现明显的关系模型敏感性和准确地预测对流层温度的能力在这一时期。

结论研究人员来到是model-observation差异不是一个单一的因素,而是一个组合。具体地说,他们认为这是由于内部变化和模型近年来弄错了一些气候营力。

气候模型的历史数据用于温室气体浓度等因素,太阳能输出,火山喷发,空气污染,和其他因素,可以影响气候的到2005年左右,但在这一点做的假设在未来这些将如何变化。最近的研究建议一系列温和的火山喷发,漫长而异常低最低太阳能量输出的上一个太阳周期期间,增加微粒污染中国燃煤电厂都改变了这些营力的方式建模者的意料之外的。必威体育在线注册

这些作用力将更新目前的建模工作,CMIP6在准备下一个政府间气候变化专门委员会报告。这新一代的模型,以营力接近观察近年来,可能会显示更好的通信与对流层温度观测,但可能不是任何二氧化碳或多或少的敏感比前一代的模型(CMIP5)。

根据Gavin Schmidt博士美国宇航局戈达德太空研究所主任,他没有参与,甚至还有计划重新运行旧CMIP5代的气候营力模型与更新,看看会发生什么,如果这些都是孤立地更新不改变其它因素。

最后,本文发现,虽然是气候模型之间的不匹配的对流层和观察自2000年以来,截至目前,几乎没有证据表明模型/观察差异意味着气候不太敏感的温室气体。结果表明,虽然这些短期模型和观测之间的差异是一个伟大的科学感兴趣的话题,它不减少长期人为气候变暖的现实。