气候变化正在抬升对流层的顶端

在过去的20年里,地球大气层的最底层对流层的顶部每十年上升50到60米。
图像
一个人准备放飞一个白色气象气球。
威尔·沙利文,特约撰稿人

(世界杯万博app科学内幕)——对流层,地球大气层的底层,包含了大部分的大气质量和云层,是大多数天气发生的地方。它在地球表面之间延伸,海拔大约4到12英里,这取决于位置。

但一篇新的论文显示,对流层顶部,即对流层顶,在过去20年里每十年上升了50到60米,这主要是由于人类排放的温室气体和臭氧消耗物质。

在接近地球表面的地方,对流层是最温暖的,温度随高度而降低,直到平流层。平流层含有一层臭氧,一种吸收热量的气体,所以空气温度开始再次增加.新泽西州普林斯顿大学(Princeton University)的大气科学家林璞(音)说,气温从下降到上升的转折点是衡量对流层顶高度的一个指标。林璞没有参与这篇新论文的研究。

这篇新论文的作者之一、多伦多大学(University of Toronto)的大气科学家刘珍(Jane Liu)说,对流层顶的高度可能会受到火山爆发和台风等因素的影响。“但从长远来看,两个最重要的因素是对流层温度和平流层温度,”她说。

人类活动可以影响这两种温度。通过提取和燃烧化石燃料,我们将温室气体,如二氧化碳和甲烷,释放到对流层,在那里它们捕获热量并使空气变暖。直到20世纪80年代末,人类还在释放越来越多的消耗臭氧的化学物质,这些物质曾广泛用于冰箱和空调。这些化学物质通过破坏平流层的臭氧层来冷却平流层。

对流层上部变暖,平流层下部变冷,会使它们的边界对流层顶上升。一个新论文这篇文章于11月5日在线发表在《科学》杂志上科学的进步该研究发现,1980年至2000年期间,由于人类活动,对流层顶每十年上升约50米,2000年至2020年期间的速度也类似。作者估计,在那段时间里,对流层顶高度增加的总量中,人类活动约占80%。

Ben Santer大气科学家联合区域地球系统科学与工程研究所的加州大学洛杉矶,说纸是“拼图的另一块,如果你愿意,指向人类造成气候变暖的现实的对流层和平流层冷却。”桑特没有对这项研究做出贡献。

刘和她的同事利用气象气球的温度数据测量了北纬20到80度之间的对流层顶高度,这是一个从古巴延伸到格陵兰岛的带。科学家们每天两次从世界各地放飞这些气球。这些气球携带着测量温度、压力、湿度和风的小盒子,它们通过无线电信号将这些数据传回地球。

论文还使用GPS卫星数据集和其他气象气球数据集来测量对流层顶高度的增加。这些测量值每十年增加40到80米不等。虽然对对流层顶总高度增加的测量值不同,但它们都显示出显著的增加,与1980 - 2000年相比,2000 - 2020年的增加幅度类似,而且人类活动占了总高度增加的大部分。

“在这40年的时间里,所有的观测数据告诉我们同样的事情,”刘说。“这是对流层顶高度增加的明确、有力的迹象。”

研究人员还表明,对流层变暖对对流层顶高度随时间增加变得更加重要。1980年至2020年期间,温室气体排放增加,由于这些额外的排放,2000年至2020年期间对流层变暖的速度比1980年至2000年期间更快。与此同时,臭氧消耗物质的排放量大幅下降,2000年至2020年期间,平流层的平均冷却速率明显低于1980年至2000年期间。

因此,研究人员发现,过去20年对流层顶高度的大部分增加(约70%)可归因于对流层变暖。这是1980年至2000年期间的一个重大变化,当时对流层变暖和平流层变冷对对流层顶高度增加的贡献大致相同。“我个人认为这是(论文)最有趣的部分,”林说。

人类对对流层顶的影响可能会对整个气候系统产生影响。例如,林毅夫说,对流层顶的温度影响平流层中的水蒸气量,而水蒸气量又反过来影响地球表面的温度。

刘说,气候变化教科书通常包括地球表面发生的变化,如海平面上升和冰川退缩,作为人类造成全球变暖影响的指标。“遥远的对流层顶高度的变化,大约10公里的距离,也可以包括在这些教科书中,”她说。

申请下

文章居民时事通讯注册形式

跟上最新的内容世界杯万博app

作者简介和故事档案
威尔·沙利文穿着灰色t恤,背景是街景和建筑。

威尔·沙利文是Inside Science的特约撰稿人和编辑,专注于物理学和太空。世界杯万博app他在斯沃斯莫尔学院主修数学,辅修音乐。当他不写科学的时候,你会发现他在长跑,和朋友一起玩音乐,看科幻小说和恐怖电影。