对许多人来说,“气溶胶”一词可能会让人联想到发胶或喷漆。但更准确地说,气溶胶只是在大气中发现的粒子。它们可以是人造的,如汽车尾气或生物质燃烧,也可以是自然产生的,如火山爆发或海水喷发。
气溶胶是理解地球气候的一个更大的不确定性因素,并且通过冷却效应,掩盖了温室气体浓度增加造成的大部分变暖。
理解气溶胶-气候相互作用的一个尚未解决的问题是,为什么对于大气层顶部能量不平衡的单位变化,气溶胶的表面温度变化比温室气体的温度变化更高。这就是所谓的气候敏感性。传统的理解是,气溶胶对气候的敏感性更高是因为它们在陆地表面的浓度更高,比海洋升温和降温更快。
在一个
最近发表的论文在美国地球物理联盟的杂志上
地球物理研究通讯,耶鲁大学的研究人员证明,不仅是气溶胶的地理分布解释了更高的气候敏感性,而且还解释了特定的局部尺度与地表的相互作用。
通过使用一个理论框架来分离表面温度对外部强迫的响应,该研究还提供了对由于气溶胶引起的局部温度变化的空间模式的机械洞察。
“在传统气候模型中,气溶胶如何影响地表温度存在巨大的不确定性,”他说
脉轮,博士。F&ES的学生,与
李旭辉,萨拉·沙伦伯格·布朗气象学教授。“该框架有助于解释这些不确定性产生的原因和方式。”
众所周知,气溶胶会增加长波(长波)的辐射,减少短波(短波)的辐射。这些效应的强度取决于气溶胶粒子的大小和化学性质。Chakraborty利用该框架分析了美国宇航局开发的大量数据集,发现尽管科学界普遍认为气溶胶的长波效应不那么重要,但气候对它的敏感性比短波效应更高。
这是因为在夜间没有短波效应,此时大气更稳定,因此对辐射更敏感。这也是干旱地区气候高度敏感的结果,在那里,由于粗矿物粉尘的气溶胶的存在,长波效应普遍存在。长波和短波效应共同作用,使地球白天的温度范围降低了近1华氏度。加上研究中使用的八个主要关注区域,大约一半的减少是由于人造气溶胶。
Chakraborty说,还有一些长期趋势表明,1980年至2018年间,由于森林砍伐,热带地区的当地气候敏感性增强,这表明植被在调节气溶胶和气候之间的相互作用方面的重要性。