研究：地球辐射收支失衡在14年期间翻了一番

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地球的气候是由大气层和表面吸收多少太阳辐射能量和地球向太空发射多少热红外辐射之间的微妙平衡决定的。一个正的能量不平衡意味着地球系统正在获得能量，导致地球升温。能量失衡的翻倍是6月15日发表在《地球物理研究通讯》上的一项最新研究的主题。

美国宇航局（NASA）和美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的科学家们比较了两组独立测量的数据。NASA的云与地球辐射能量系统(CERES)卫星传感器测量有多少能量进入和离开地球系统。一个名为Argo的全球海洋漂浮物阵列提供数据，以便能够准确估计世界海洋的变暖速度。由于能量失衡产生的过剩能量约有90%最终进入海洋，入射和出射辐射的总体趋势应与海洋热含量的变化大致一致。

该研究的主要作者、NASA兰利研究中心CERES的主要研究人员Norman Loeb说：“这两种观察地球能量不平衡变化的非常独立的方法真的非常一致，而且它们都显示出这种非常大的趋势，这给了我们很大的信心，我们所看到的是一个真实的现象，而不仅仅是一个仪器的伪装。我们发现的趋势在某种意义上是相当令人震惊的。”

“这很可能是人为强迫和内部变化的混合，”Loeb说。“而在这一时期，它们都导致了变暖，这导致了地球能量不平衡的相当大的变化。增加的幅度是空前的。”

二氧化碳和甲烷等温室气体排放量的增加将热量困在大气中，捕获本来会逃到太空中的外向辐射。气候变暖推动了其他变化，如冰雪融化、水蒸气增加和云层变化，这些都会进一步加强气候变暖。地球的能量不平衡是所有这些因素的净效应。

为了确定驱动不平衡的因素，调查人员研究了云、水蒸气、微量气体、太阳光的输出、地球表面反照率（表面反射的光量）、大气气溶胶的变化，以及表面和大气温度分布的变化。

科学家们发现，能量不平衡的翻倍部分是人类活动造成的温室气体增加的结果。它也可以归因于水蒸气的增加，它捕获了更多的外向长波辐射，并进一步促进了地球的能量失衡。相关的云层和海冰的减少也导致了更多的太阳能吸收。

研究作者还发现，太平洋十年涛动（PDO）从冷相到暖相的翻转可能在能量失衡的加剧中发挥了重要作用。PDO是太平洋气候变异的一种模式，在这种模式中，东太平洋的一个巨大的水楔子经历了冷和暖的阶段。这种自然发生的海洋内部变化可以对天气和气候产生深远的影响。2014年左右开始的强烈温暖的PDO阶段，一直持续到2020年，导致海洋上空的云层广泛减少，太阳辐射的吸收相应增加。

该研究的共同作者、NOAA太平洋海洋环境实验室物理海洋学家Gregory Johnson说：“来自Argo和CERES的记录不断延长并高度互补，使我们能够越来越准确地确定地球的能量失衡，并随着时间的推移，越来越深入地研究其变化和趋势。观察这种能量不平衡的大小和变化对了解地球不断变化的气候至关重要。”

Loeb提醒说，该研究只是相对于长期气候变化的一个快照，而且不可能有把握地预测未来几十年地球的能量预算可能是什么样子。然而，该研究确实得出结论，除非吸收热量的速度减弱，否则应该预计到气候的更大变化。