Bức xạ cưỡng bức và các yếu tố khí hậu

Các khí nhà kính, sol khí, thay đổi bề mặt đất, và các biến đổi tự nhiên của mặt trời và núi lửa làm nhiễu loạn cân bằng năng lượng của hành tinh, được so sánh trên một thang đo chung.

Definition

Bức xạ cưỡng bức là sự thay đổi trong thông lượng năng lượng ròng ở đỉnh khí quyển do một tác nhân gây ra, và các yếu tố khí hậu là các tác nhân tự nhiên và con người, từ khí nhà kính đến núi lửa, tạo ra các bức xạ cưỡng bức như vậy.

Scope

Chủ đề này bao gồm các tác nhân thúc đẩy biến đổi khí hậu và khuôn khổ bức xạ cưỡng bức được sử dụng để so sánh chúng. Nó đề cập đến các yếu tố gây nóng lên của carbon dioxide, mêtan, nitơ oxit và halocarbon, yếu tố làm mát chủ yếu của sol khí và tương tác của chúng với mây, thay đổi suất phản chiếu bề mặt do sử dụng đất, và các yếu tố tự nhiên bao gồm biến đổi bức xạ mặt trời và các vụ phun trào núi lửa dữ dội, cùng với khái niệm bức xạ cưỡng bức hiệu dụng bao gồm các điều chỉnh nhanh chóng.

Core questions

• Bức xạ cưỡng bức được định nghĩa và đo lường như thế nào?
• Những yếu tố nào làm nóng lên và những yếu tố nào làm mát khí hậu, và với mức độ bao nhiêu?
• Sol khí và mây làm phức tạp ước tính bức xạ cưỡng bức như thế nào?
• Các yếu tố tự nhiên từ mặt trời và núi lửa so với các yếu tố do con người gây ra như thế nào?

Key theories

So sánh các yếu tố trên thang đo chung

Việc biểu thị mỗi yếu tố khí hậu dưới dạng bức xạ cưỡng bức theo watt trên mét vuông cho phép so sánh cường độ tương đối của chúng và tổng hợp để ước tính tổng nhiễu loạn đối với cân bằng năng lượng.

Bức xạ cưỡng bức hiệu dụng

Việc bao gồm các điều chỉnh nhanh chóng của khí quyển và bề mặt xảy ra trước khi nhiệt độ bề mặt phản ứng sẽ đưa ra một dự đoán chính xác hơn về sự nóng lên cuối cùng so với chỉ riêng bức xạ cưỡng bức tức thời.

Mechanisms

Mỗi yếu tố làm thay đổi cân bằng năng lượng theo cách khác nhau: khí nhà kính làm giảm bức xạ nhiệt đi ra, sol khí tán xạ hoặc hấp thụ ánh sáng mặt trời và làm thay đổi mây, bề mặt đất sáng hơn hoặc tối hơn làm thay đổi ánh sáng mặt trời phản xạ, màn chắn sulfat núi lửa phản xạ ánh sáng mặt trời trong vài năm, và các biến đổi mặt trời làm thay đổi năng lượng đến. Tổng hợp các bức xạ cưỡng bức này, với các điều chỉnh nhanh chóng được bao gồm dưới dạng bức xạ cưỡng bức hiệu dụng, tạo ra lực đẩy ròng lên khí hậu mà hệ thống phản ứng thông qua các phản hồi.

Clinical relevance

Việc biết được quy mô của mỗi yếu tố cưỡng bức giúp xác định hoạt động nào của con người thúc đẩy sự nóng lên mạnh nhất và hoạt động nào, chẳng hạn như phát thải sol khí, che giấu một phần sự nóng lên đó, từ đó trực tiếp định hướng các ưu tiên giảm thiểu và chính sách chất lượng không khí.

Evidence & guidelines

Báo cáo Đánh giá lần thứ sáu của IPCC đánh giá rằng tổng bức xạ cưỡng bức hiệu dụng do con người gây ra kể từ thời kỳ tiền công nghiệp là rất dương và chủ yếu do carbon dioxide, với sol khí cung cấp sự bù đắp lớn nhất và làm mát không chắc chắn nhất.

History

Khái niệm bức xạ cưỡng bức được phát triển để so sánh các ảnh hưởng khí hậu đa dạng trên một thang đo duy nhất và đã được tinh chỉnh qua các đánh giá của IPCC, gần đây nhất là bằng cách áp dụng bức xạ cưỡng bức hiệu dụng để giải thích tốt hơn các điều chỉnh nhanh chóng, đặc biệt là từ sol khí và mây.

Debates

Mức độ bức xạ cưỡng bức của sol khí-mây

Mức độ sol khí làm mát khí hậu bằng cách thay đổi mây là sự không chắc chắn lớn nhất trong tổng bức xạ cưỡng bức, và việc giải quyết vấn đề này sẽ làm rõ hơn các ước tính về ảnh hưởng của con người và độ nhạy khí hậu.

Key figures

• Gunnar Myhre
• Veerabhadran Ramanathan
• Susan Solomon
• James Hansen

Seminal works

• myhre2013
• ipccar6wg1

Frequently asked questions

Yếu tố khí hậu nào mạnh nhất?

Carbon dioxide là yếu tố đóng góp lớn nhất vào bức xạ cưỡng bức do con người gây ra, tiếp theo là các khí nhà kính khác như mêtan, trong khi sol khí cung cấp một phần làm mát bù đắp.

Núi lửa và Mặt trời có gây ra sự nóng lên gần đây không?

Không; các vụ phun trào núi lửa chỉ gây ra sự làm mát ngắn ngủi và các thay đổi mặt trời được đo lường là nhỏ, vì vậy cả hai đều không thể giải thích cho sự nóng lên bền vững, vốn theo dõi sự gia tăng của khí nhà kính.