在氣候建模領域,氣溶膠是麻煩製造者。
這些微小的空氣傳播粒子,既來自燃燒化石燃料和生物質等人類來源,也來自火山噴發和海霧等自然來源,眾所周知,它們透過影響雲的反射率,對地球氣候產生冷卻效應。
然而,它們究竟能冷卻多少,仍然是一個存在相當大不確定性的話題。
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當氣候科學家試圖瞭解二氧化碳的變暖效應時,這是一個問題,他們知道二氧化碳會使地球變暖。
利茲大學的大氣科學家肯·卡斯洛(Ken Carslaw)說:“我們不知道氣溶膠的強迫效應是什麼,所以我們不知道二氧化碳強迫效應有多少被氣溶膠抵消了。”
卡斯洛昨天在《自然》雜誌上發表的一篇新論文,更加關注了所謂的天然氣溶膠及其對雲亮度的影響。顧名思義,這些氣溶膠來自火山噴發等自然過程。
卡斯洛的研究旨在更多地瞭解氣溶膠冷卻地球方式的不確定性。他發現,問題的很大一部分在於理解天然氣溶膠,而不是人類產生的氣溶膠。
卡斯洛說:“我們發現,近一半的強迫不確定性是由這些天然氣溶膠引起的。”
需要對工業化前時代進行基準測試
這並不是因為天然氣溶膠在今天對氣候強迫有顯著貢獻。如今,人類釋放的氣溶膠的影響使天然氣溶膠的影響相形見絀。
相反,這是因為科學家需要有一個基線理解,以解釋工業時代之前天然氣溶膠的冷卻效應,以及我們今天看到的冷卻效應。
國家海洋和大氣管理局(NOAA)地球系統研究實驗室的氣候科學家丹尼爾·墨菲(Daniel Murphy)說:“為了理解冷卻效應,我們不僅要了解今天的冷卻效應是什麼,還要了解[200]或300年前的冷卻效應是什麼。”
在工業化之前,這些天然氣溶膠的冷卻效應非常不確定。
卡斯洛說,知道天然氣溶膠是其中不確定性最大的因素,可以為科學家提供一個重點關注的目標領域。
他說:“積極的一面是,我們現在很清楚不確定性在哪裡。一旦你知道它們是什麼,你就可以去解決它們。”
卡斯洛計劃使用模型來嘗試更多地瞭解工業化前時代天然氣溶膠的濃度及其對氣候的影響。
尋找接近原始的區域
雖然今天世界上幾乎沒有卡斯洛所說的不受人類排放影響的“原始”氣溶膠水平的區域,但南半球的一些地區接近這種水平,他計劃在那裡進行研究。
美國國家海洋和大氣管理局的墨菲表示,研究人員還可以透過嘗試更多地瞭解氣溶膠在大氣中的作用來減少不確定性。
美國國家海洋和大氣管理局地球物理流體動力學實驗室的氣候科學家和氣溶膠專家易明(Yi Ming)表示,該論文的研究結果強調需要關注他和許多其他研究人員認為需要額外強調的領域,該實驗室為政府間氣候變化專門委員會(IPCC)提供氣候模型。
易明說:“這項研究的獨特之處在於,它更加強調天然氣溶膠,而不是人為氣溶膠。”
他還表示,這項研究可能會促使IPCC更加關注其使用的模型中的天然氣溶膠。
目前,IPCC規定了其模型中輸入的人為排放水平,但沒有規定天然排放水平。易明認為,這種缺乏一致性可能會導致模型中的一些差異。
他說:“毫無疑問,本文中的這種思考方式將有助於建模中心在未來更好地指導其模型開發工作。”
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