地球能量收支

地球能量收支是指决定地球平均温度及其不平衡的入射太阳能和出射地球能量流的核算。

Definition

地球能量收支是地球从太阳接收的辐射能与返回太空的能量之间的平衡，以及重新分配这些能量的内部热流。

Scope

涵盖入射太阳辐射在反射、大气吸收和地表吸收之间的分配；包括显热和潜热通量的地表能量平衡；出射长波辐射；行星反照率；以及与持续变暖和海洋热量吸收相关的微小的大气层顶部不平衡。

Core questions

• 入射太阳能如何在反射、吸收和地表加热之间分配？
• 气候系统内外主要能量流的大小是多少？
• 持续的大气层顶部不平衡对气候系统意味着什么？

Key theories

全球能量平衡核算

一个量化框架，追踪短波和长波通量以及湍流和潜热交换，以实现行星能量收支平衡并诊断任何净不平衡。

Mechanisms

在全球范围内，平均每平方米约340瓦的入射太阳辐射中，大约100瓦被云、气溶胶和地表反射，其余部分被吸收。地表以长波辐射、显热和蒸发携带的潜热形式释放能量；大气以其有效辐射温度向太空辐射。目前略微正向的微小残余不平衡主要储存在海洋中。

Clinical relevance

能量收支是探测气候变化、验证气候模型以及根据测量到的大气层顶部不平衡量化海洋热量吸收的观测基础。

History

Dines和Houghton的早期预算估算在卫星时代得到了完善；地球辐射收支实验（Earth Radiation Budget Experiment）和后来的CERES仪器提供了全球通量测量，Trenberth及其同事以及Stephens及其同事的综合研究建立了现代预算。

Key figures

• Kevin Trenberth
• Graeme Stephens

Seminal works

• trenberth2009
• stephens2012

Frequently asked questions

地球的行星反照率是多少？

行星反照率是入射太阳辐射反射回太空的比例，约为0.3，主要由云、气溶胶、雪、冰和明亮地表决定。