什么是对流层?气候变化如何影响它?

a view of the Earth from above
The troposphere, which is the lowest layer of the Earth's atmosphere, is being affected by rising temperatures.Image: Pixabay/PIRO4D
本内容由人工智能自动翻译。
  • 对流层是地球大气层的最低层。

  • 科学家测量了对流层的扩张,为气候变化提供了进一步证据。

  • 他们的研究发现,自2000年以来,对流层温度升高的幅度中约有80%是由人为造成的变暖导致的。

  • 这表明,化石燃料和人类活动的影响正渗入我们周围的一切,甚至包括那些“高悬在我们头顶”的地方。

一个国际科学家团队通过测量对流层——地球大气层的最低层——的扩张,提供了气候变化的进一步证据;这种扩张是由气温升高推动的。

研究人员追踪了1980年至2020年间对流层上界(即对流层顶)的高度。他们发现,过去20年间,对流层顶平均每十年升高50至60米,速度略高于此前的二十年;这与1960年以前形成鲜明对比,当时对流层顶高度总体保持稳定。

科学家扣除了自然因素的影响,确定自2000年以来对流层温度升高的幅度中约有80%是由温室气体浓度不断上升所推动的人为变暖造成的。

“我们的研究为人为气候变化提供了又一项非常重要的证据,也证明这种变化甚至可以在对流层顶观测到,”多伦多大学文理学院地理与规划系副教授、介绍这一结果的论文通讯作者简·刘(Jane Liu)说。该研究结果发表于《科学进展》。

“这表明,化石燃料消耗留下了印记——不仅体现在地球表面的极端天气、海平面上升和冰川退缩上,也遍及各处,甚至高悬在我们头顶。”

论文第一作者是来自中国南京大学的孟凌云(Lingyun Meng),共同通讯作者是科罗拉多州博尔德市国家大气研究中心的威廉·兰德尔(William Randel)。其他作者包括来自加拿大、奥地利和中国的研究人员。

地球大气层。Image: 多伦多大学文理学院

对流层顶在两极上空距海平面约10公里,在赤道上空距海平面约20公里。研究人员分析了北半球北纬20度至80度之间的对流层顶高度数据。

他们纳入考量的自然因素包括1982年奇琼火山和1991年皮纳图博火山的大规模喷发,以及太平洋因名为厄尔尼诺的气候现象而出现的变暖。

刘和她的合作者使用了由气象气球搭载至地球高空的仪器所收集的数据,这些仪器可测量温度、气压、湿度和风。其他数据则来自一种称为无线电掩星的技术:全球定位系统(GPS)卫星发出的信号穿过大气层后,由地球另一侧的卫星接收。

除了主要发现外,刘和她的合作者还观察到推动对流层顶上升的因素发生了变化。

1980年至2000年间,对流层顶上升是对流层变暖和上方平流层冷却共同作用的结果。2000年以前,平流层冷却是大气臭氧减少所致,而臭氧减少源于氯氟烃等化学物质大量使用;这类物质通常用于制冷设备和空调。

然而,2000年后,随着氯氟烃浓度下降,平流层冷却有所减弱。刘表示,这表明大气臭氧层正在恢复,这是1987年《蒙特利尔议定书》限制使用氯氟烃所带来的结果。

平流层冷却减缓是一个积极信号,但对流层顶上升并未放慢,这意味着温室气体驱动的对流层变暖已远远抵消了这种趋势的逆转。

“尽管如此,这表明《蒙特利尔议定书》发挥了作用,”刘说。“我们也可以用同样的方式应对全球变暖。”

这项研究结果发表之际,来自世界各地的代表正齐聚苏格兰格拉斯哥,参加旨在应对气候危机的COP26峰会。许多人认为,这次会议是应对全球威胁的最后一次、也是最好的机会。刘希望与会者关注这项研究结果以及所有科学证据。

“我认为,这项研究向COP26代表以及仍对人为气候变化和地球正在发生的变化抱有疑虑的人,传递了一个非常明确的信息。”

授权与转载
世界经济论坛发布的文章,可依据《知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎4.0国际公共许可协议》以及我方《使用条款》进行转载。 本文所表达的观点仅代表作者个人立场,并不代表世界经济论坛的观点。