การป้อนกลับและความไวของสภาพภูมิอากาศ

กระบวนการที่เสริมหรือลดการตอบสนองของสภาพภูมิอากาศต่อการบังคับ และภาวะโลกร้อนสมดุลที่คาดว่าจะเกิดขึ้นจากการเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสองเท่า

Definition

การป้อนกลับของสภาพภูมิอากาศคือกระบวนการที่เปลี่ยนแปลงไปตามการอุ่นขึ้นหรือเย็นลงในลักษณะที่เสริมหรือลดการเปลี่ยนแปลงเริ่มต้น และความไวของสภาพภูมิอากาศคือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิโลกสมดุลที่เกิดจากการเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเป็นสองเท่า

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมกระบวนการป้อนกลับที่ควบคุมว่าสภาพภูมิอากาศตอบสนองต่อการรบกวนจากรังสีได้รุนแรงเพียงใด: การป้อนกลับของไอน้ำ, การป้อนกลับของอัตราการลดลงของอุณหภูมิ, การป้อนกลับของอัตราส่วนรังสีสะท้อนจากพื้นผิวจากการละลายของหิมะและน้ำแข็ง, และการป้อนกลับของเมฆที่ยังคงมีความไม่แน่นอนมากที่สุด หัวข้อนี้จะกล่าวถึงวิธีการที่สิ่งเหล่านี้รวมกันเป็นความไวของสภาพภูมิอากาศสมดุลและการตอบสนองของสภาพภูมิอากาศชั่วคราว และหลักฐานหลายประการ ทั้งจากการศึกษาเชิงกระบวนการ, บันทึกเครื่องมือวัด, และสภาพภูมิอากาศบรรพกาล ที่ใช้ในการจำกัดปริมาณเหล่านี้

Core questions

• การป้อนกลับใดที่เสริมภาวะโลกร้อน และการป้อนกลับใดที่ลดลง?
• เหตุใดการป้อนกลับของเมฆจึงเป็นแหล่งที่มาหลักของความไม่แน่นอน?
• ค่าประมาณที่ดีที่สุดและช่วงของความไวของสภาพภูมิอากาศสมดุลคือเท่าใด?
• หลักฐานหลายประการจำกัดความไวได้อย่างไร?

Key theories

การป้อนกลับของไอน้ำและอัตราการลดลงของอุณหภูมิ

บรรยากาศที่อุ่นขึ้นจะกักเก็บไอน้ำได้มากขึ้น ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีประสิทธิภาพที่เสริมภาวะโลกร้อนอย่างมาก ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงในโปรไฟล์อุณหภูมิแนวตั้งจะชดเชยบางส่วนผ่านการป้อนกลับของอัตราการลดลงของอุณหภูมิ

ข้อจำกัดของหลักฐานหลายประการเกี่ยวกับความไว

การรวมความเข้าใจในกระบวนการป้อนกลับ, บันทึกการอุ่นขึ้นทางประวัติศาสตร์, และหลักฐานสภาพภูมิอากาศบรรพกาล จะจำกัดความไวของสภาพภูมิอากาศสมดุลที่เป็นไปได้ให้แคบลง และตัดค่าที่ต่ำมากออกไป

Mechanisms

การบังคับเริ่มต้นทำให้อุณหภูมิพื้นผิวสูงขึ้น ซึ่งกระตุ้นให้เกิดการป้อนกลับ: ไอน้ำที่เพิ่มขึ้นและหิมะและน้ำแข็งที่ถอยร่นจะเสริมการอุ่นขึ้น ในขณะที่การปล่อยความร้อนที่เพิ่มขึ้นและการตอบสนองของอัตราการลดลงของอุณหภูมิและเมฆบางอย่างสามารถลดลงได้ การป้อนกลับสุทธิจะเป็นตัวกำหนดว่าต้องมีการอุ่นขึ้นเพิ่มเติมเท่าใดเพื่อฟื้นฟูสมดุลพลังงาน ดังนั้นการป้อนกลับสุทธิที่เป็นบวกอย่างมากจะทำให้เกิดความไวของสภาพภูมิอากาศสูง

Clinical relevance

ความไวของสภาพภูมิอากาศเป็นตัวกำหนดว่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่กำหนดจะส่งผลให้เกิดภาวะโลกร้อนมากน้อยเพียงใด ดังนั้นการลดความไม่แน่นอนจึงช่วยให้การคาดการณ์ที่ใช้ในการกำหนดเป้าหมายการปล่อยก๊าซและการวางแผนการปรับตัวมีความแม่นยำยิ่งขึ้นโดยตรง

Evidence & guidelines

รายงานการประเมินครั้งที่หกของ IPCC โดยอาศัยการสังเคราะห์หลักฐานหลายประการ ได้ประเมินความไวของสภาพภูมิอากาศสมดุลโดยมีค่าประมาณที่ดีที่สุดใกล้ 3 องศาเซลเซียส และช่วงที่เป็นไปได้ประมาณ 2.5 ถึง 4 องศาเซลเซียสต่อการเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสองเท่า

History

รายงาน Charney ปี 1979 ได้กำหนดช่วงความไวของสภาพภูมิอากาศสมัยใหม่เป็นครั้งแรกที่ประมาณ 1.5 ถึง 4.5 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นช่วงที่คงอยู่มานานหลายทศวรรษ; งานวิจัยล่าสุดที่รวมความเข้าใจในกระบวนการ, บันทึกทางประวัติศาสตร์, และสภาพภูมิอากาศบรรพกาล ได้จำกัดช่วงนี้ให้แคบลงในที่สุด โดยส่วนใหญ่มาจากการปรับปรุงการจัดการการป้อนกลับของเมฆ

Debates

ขนาดและเครื่องหมายของการป้อนกลับของเมฆ

การเปลี่ยนแปลงของเมฆระดับต่ำจะเสริมหรือลดภาวะโลกร้อน และมากน้อยเพียงใด เป็นเหตุผลหลักที่ทำให้ความไวของสภาพภูมิอากาศยังคงไม่แน่นอน แม้ว่าการสังเกตการณ์ล่าสุดและการสร้างแบบจำลองความละเอียดสูงจะสนับสนุนผลกระทบการเสริมสุทธิ

Key figures

• Jule Charney
• Steven Sherwood
• Syukuro Manabe
• Isaac Held

Seminal works

• charney1979
• sherwood2020

Frequently asked questions

ความไวของสภาพภูมิอากาศสมดุลคืออะไร?

คือภาวะโลกร้อนเฉลี่ยทั่วโลกที่ถึงจุดสมดุล หลังจากที่ระบบปรับตัวเต็มที่แล้ว เพื่อตอบสนองต่อการเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเป็นสองเท่า ซึ่งประเมินว่าน่าจะอยู่ที่ประมาณ 2.5 ถึง 4 องศาเซลเซียส

เหตุใดเมฆจึงมีความสำคัญต่อความไวของสภาพภูมิอากาศ?

เมฆทั้งสะท้อนแสงอาทิตย์และกักเก็บความร้อน และการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในปริมาณ, ความสูง, หรือความสว่างของเมฆสามารถเสริมหรือลดภาวะโลกร้อนได้อย่างมาก ทำให้เป็นความไม่แน่นอนที่ใหญ่ที่สุด