全球变暖的真相。我们的星球正走在一条可能带来灾难性后果的全球变暖轨道上,因为人类已经打破了地球的热平衡。如今,进入地球系统的能量多于反射回太空的能量。

打开网易新闻 查看精彩图片

地球从太阳接收紫外线、可见光和红外辐射。紫外线大多被大气中的氧和臭氧吸收,红外辐射则使整个星球升温。地球在大气层顶接收到的平均总辐射为每平方米340瓦,其中大约30%会以反照率的形式立即反射回太空,70%则被吸收,主要进入海洋。

反照率很大程度上来自云层、悬浮在大气中的颗粒物和气溶胶,以及极地冰盖对阳光的反射。被吸收的70%辐射,也就是使地球升温的那部分能量,随后必须以红外辐射形式重新释放到太空,地球才能维持热平衡。

打开网易新闻 查看精彩图片

人类向大气排放了大量温室气体,尤其是燃烧燃料、森林砍伐和其他活动产生的二氧化碳,从而破坏了这一平衡。二氧化碳和其他温室气体给地球带来的辐射强迫约为每平方米额外3瓦,叠加在太阳提供的每平方米340瓦之上。其中,地球只向太空反射了每平方米2瓦,因为系统并未处于平衡状态,这就形成了每平方米1瓦的热失衡。

这正是全球变暖的原因。进入21世纪以来,这种失衡已经翻了一倍,而且还在继续扩大。自19世纪末以来,地球温度已经上升超过1.5摄氏度。预计到2100年,平均升温幅度将在2摄氏度到5摄氏度之间,取决于二氧化碳排放路径以及气候本身的敏感性。其后果可能极为严重。

打开网易新闻 查看精彩图片

二氧化碳之所以会在大气中吸收热量或红外辐射,而不是让地球将其反射回太空,原因在于这种分子的量子行为。二氧化碳分子的振动波长与地球向外释放的红外辐射,也就是热量,十分接近,因此会将其吸收,阻止其逸散到太空。结果是大气升温,并通过大气与海洋之间复杂的相互作用,进一步带动海洋升温。

这是一种无可辩驳的物理现象。一个燃气联合循环发电站每发1兆瓦时电大约排放300千克二氧化碳,而这些二氧化碳在其留存在大气中的生命周期内,所截留的能量是电站燃烧天然气发电时所产生能量的1000倍。也就是说,人类确实有能力深刻改变地球尺度的过程。这不是狂妄,也不是危言耸听,而只是物理规律。

打开网易新闻 查看精彩图片

随着海洋和大气变暖,降雨模式会发生变化,洪水和干旱会加剧,洋流和大气过程也会改变。这会导致异常高压系统、热穹顶、热浪以及地狱般的森林火灾,欧洲目前经历的正是这类情形。

北极升温速度更快,冰层正在融化,这会减少阳光反射和反照率。永久冻土融化又会进一步加剧问题。厄尔尼诺现象也在增强,几乎扰乱了整个地球的气候。照此趋势,2026年将成为有记录以来最热的一年。

在这种背景下,地球反照率下降尤其令人担忧,因为这会进一步加剧全球变暖。地球正在“变暗”。如果反射率下降,地球吸收的能量就会增加,辐射强迫会更强,热失衡也会更严重,地球升温速度就会更快。

打开网易新闻 查看精彩图片

反照率下降,具有某种悖论意味,部分原因恰恰是大气污染治理政策取得了成效,减少了原本能够把阳光反射回太空的含硫颗粒物和气溶胶。此外,全球变暖本身也使极地冰层收缩。颜色较深的海水会吸收更多能量,从而进一步降低反照率。海洋上空云层类型的变化也在其中发挥作用,但其影响仍不确定。

西太平洋如今形成了更高的云层,这些云层会向太空传递或辐射更多能量,但水蒸气又会吸收热量并加热大气。所有这些因素的净效应,仍是科学界争论的焦点。研究者借助极其强大的模型进行分析,但目前的迹象表明,现有升温情景,也就是气候敏感性的估计,可能被低估了,这令人警惕。

打开网易新闻 查看精彩图片

温度很可能上升至5摄氏度,那将是灾难性的。显然,一场严重的气候危机正在形成,但气候变化科学本身也面临一场不确定性危机。