研究揭示了准线性温度-辐射联系中隐藏的物理现象
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2023-12-07 15:45:21
摘要 好奇是什么驱动了地球的气候敏感性?《大气科学进展》最近的一项研究探索了将表面温度与出射长波辐射 (OLR) 之间的关系从四次关系转变为准...
好奇是什么驱动了地球的气候敏感性?《大气科学进展》最近的一项研究探索了将表面温度与出射长波辐射 (OLR) 之间的关系从四次关系转变为准线性关系的复杂联系。由佛罗里达州立大学孙杰博士领导的这项研究揭示了塑造地球气候的隐藏机制，为为什么温度和 OLR 关系偏离斯蒂芬-玻尔兹曼定律规定的四次模式提供了新的见解。
什么是斯蒂芬-玻尔兹曼定律?大气中的温室气体在表面热排放(与表面温度的四次方相关)和 OLR 之间形成对比。
该研究的通讯作者、中山大学教授胡晓明解释说：“垂直对流能量传输就像一个大气混合器，在柱内旋转温度。这使得表面温度和OLR之间的关系仍然遵循通过降低辐射发射层来形成四次图案。”
该研究揭示了各种因素如何影响表面温度和 OLR。水蒸气的温室效应就像一个放大镜，放大了地球表面的温差，但不改变 OLR 的纬度变化。这抑制了 OLR 和表面温度之间的非线性。
另一方面，向极的能量传输起着均衡器的作用，协调全球不同地区的温差。全球热量重新分配的副产品之一是 OLR 从温暖的地方重新路由到寒冷的地方，从而减少了不同地区之间的 OLR 差异。这反过来又进一步抑制了非线性。
佛罗里达州立大学的蔡明教授强调说：“了解这些复杂的气候相互作用就像破解一个谜题。每一块都让我们更接近破译地球气候的复杂性。”
通过阐明这些联系，科学家们在理解地球气候以及其复杂的组成部分如何协调整体气候敏感性方面取得了重大进展，即不仅是能量输出率，而且还包括输出发生的地点。
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