การบังคับทางรังสีและปัจจัยขับเคลื่อนสภาพภูมิอากาศ
ก๊าซเรือนกระจก ละอองลอย การเปลี่ยนแปลงพื้นผิวโลก และความผันแปรตามธรรมชาติของดวงอาทิตย์และภูเขาไฟที่รบกวนสมดุลพลังงานของโลก โดยเปรียบเทียบในมาตราส่วนเดียวกัน
Definition
การบังคับทางรังสี (radiative forcing) คือการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์พลังงานสุทธิที่ชั้นบรรยากาศชั้นบนสุด ซึ่งเกิดจากปัจจัยขับเคลื่อนที่กำหนด และปัจจัยขับเคลื่อนสภาพภูมิอากาศ (climate drivers) คือตัวการทางธรรมชาติและจากมนุษย์ ตั้งแต่ก๊าซเรือนกระจกไปจนถึงภูเขาไฟ ที่ก่อให้เกิดการบังคับดังกล่าว
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงตัวการที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและกรอบการบังคับทางรังสีที่ใช้ในการเปรียบเทียบ ตัวการเหล่านี้ได้แก่ การบังคับให้เกิดความร้อนจากคาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน ไนตรัสออกไซด์ และฮาโลคาร์บอน การบังคับให้เกิดความเย็นส่วนใหญ่จากละอองลอยและการมีปฏิสัมพันธ์กับเมฆ การเปลี่ยนแปลงค่าอัลบีโดของพื้นผิวจากการใช้ที่ดิน และปัจจัยขับเคลื่อนตามธรรมชาติ รวมถึงความผันแปรของรังสีดวงอาทิตย์และการปะทุของภูเขาไฟอย่างรุนแรง พร้อมด้วยแนวคิดของการบังคับทางรังสีประสิทธิผลที่รวมการปรับตัวอย่างรวดเร็ว
Core questions
- การบังคับทางรังสีถูกนิยามและวัดผลอย่างไร?
- ปัจจัยขับเคลื่อนใดที่ทำให้สภาพภูมิอากาศร้อนขึ้นและเย็นลง และมากน้อยเพียงใด?
- ละอองลอยและเมฆทำให้การประมาณค่าการบังคับซับซ้อนขึ้นได้อย่างไร?
- ปัจจัยขับเคลื่อนตามธรรมชาติจากดวงอาทิตย์และภูเขาไฟเปรียบเทียบกับปัจจัยขับเคลื่อนจากมนุษย์ได้อย่างไร?
Key theories
- การเปรียบเทียบปัจจัยขับเคลื่อนในมาตราส่วนเดียวกัน
- การแสดงปัจจัยขับเคลื่อนสภาพภูมิอากาศแต่ละชนิดเป็นการบังคับทางรังสีในหน่วยวัตต์ต่อตารางเมตร ช่วยให้สามารถเปรียบเทียบความแรงสัมพัทธ์และรวมเข้าด้วยกันเพื่อประมาณค่าการรบกวนทั้งหมดต่อสมดุลพลังงาน
- การบังคับทางรังสีประสิทธิผล
- การรวมการปรับตัวอย่างรวดเร็วของบรรยากาศและพื้นผิวที่เกิดขึ้นก่อนที่อุณหภูมิพื้นผิวจะตอบสนอง จะให้ตัวทำนายภาวะโลกร้อนในท้ายที่สุดที่แม่นยำกว่าการบังคับแบบทันทีเพียงอย่างเดียว
Mechanisms
ปัจจัยขับเคลื่อนแต่ละชนิดเปลี่ยนแปลงสมดุลพลังงานแตกต่างกันไป: ก๊าซเรือนกระจกลดการแผ่รังสีความร้อนขาออก ละอองลอยกระจายหรือดูดซับแสงอาทิตย์และปรับเปลี่ยนเมฆ พื้นผิวโลกที่สว่างขึ้นหรือมืดลงเปลี่ยนแสงอาทิตย์ที่สะท้อนกลับ ม่านซัลเฟตจากภูเขาไฟสะท้อนแสงอาทิตย์เป็นเวลาสองสามปี และความผันแปรของดวงอาทิตย์เปลี่ยนพลังงานขาเข้า การรวมการบังคับเหล่านี้ โดยรวมการปรับตัวอย่างรวดเร็วเป็นการบังคับทางรังสีประสิทธิผล จะให้แรงผลักสุทธิที่มีต่อสภาพภูมิอากาศที่ระบบตอบสนองผ่านกลไกป้อนกลับ
Clinical relevance
การทราบขนาดของการบังคับแต่ละชนิดช่วยระบุว่ากิจกรรมของมนุษย์ใดที่ขับเคลื่อนภาวะโลกร้อนอย่างรุนแรงที่สุด และกิจกรรมใด เช่น การปล่อยละอองลอย ที่บดบังภาวะโลกร้อนบางส่วน ซึ่งจะนำไปสู่การกำหนดลำดับความสำคัญของการบรรเทาผลกระทบและนโยบายคุณภาพอากาศโดยตรง
Evidence & guidelines
รายงานการประเมินครั้งที่หกของ IPCC ประเมินว่าการบังคับทางรังสีประสิทธิผลรวมที่เกิดจากมนุษย์ตั้งแต่ยุคก่อนอุตสาหกรรมเป็นบวกอย่างมากและถูกครอบงำโดยคาร์บอนไดออกไซด์ โดยมีละอองลอยเป็นตัวชดเชยที่ใหญ่ที่สุดและมีความไม่แน่นอนมากที่สุดในการทำให้เกิดความเย็น
History
แนวคิดการบังคับทางรังสีได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อเปรียบเทียบอิทธิพลของสภาพภูมิอากาศที่หลากหลายในมาตราส่วนเดียว และได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นในการประเมินของ IPCC โดยล่าสุดได้นำการบังคับทางรังสีประสิทธิผลมาใช้เพื่ออธิบายการปรับตัวอย่างรวดเร็วได้ดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากละอองลอยและเมฆ
Debates
- ขนาดของการบังคับจากละอองลอยและเมฆ
- ความรุนแรงที่ละอองลอยทำให้สภาพภูมิอากาศเย็นลงโดยการปรับเปลี่ยนเมฆเป็นความไม่แน่นอนที่ใหญ่ที่สุดในการบังคับทั้งหมด และการแก้ไขปัญหานี้จะทำให้การประมาณค่าอิทธิพลของมนุษย์และความไวของสภาพภูมิอากาศมีความแม่นยำยิ่งขึ้น
Key figures
- Gunnar Myhre
- Veerabhadran Ramanathan
- Susan Solomon
- James Hansen
Related topics
Seminal works
- myhre2013
- ipccar6wg1
Frequently asked questions
- ปัจจัยขับเคลื่อนสภาพภูมิอากาศใดที่รุนแรงที่สุด?
- คาร์บอนไดออกไซด์เป็นปัจจัยหลักที่ก่อให้เกิดการบังคับทางรังสีจากมนุษย์มากที่สุด ตามมาด้วยก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ เช่น มีเทน ในขณะที่ละอองลอยให้ผลในการทำให้เย็นลงบางส่วน
- ภูเขาไฟและดวงอาทิตย์ขับเคลื่อนภาวะโลกร้อนในปัจจุบันหรือไม่?
- ไม่ การปะทุของภูเขาไฟทำให้เกิดความเย็นลงเพียงช่วงสั้นๆ และการเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์ที่วัดได้มีขนาดเล็ก ดังนั้นทั้งสองอย่างจึงไม่สามารถอธิบายภาวะโลกร้อนที่ยั่งยืนได้ ซึ่งสอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของก๊าซเรือนกระจก