2019-02-26 09:38:01
高CO2浓度会破坏海洋层云的稳定性

根据一项新的模拟研究,在大气二氧化碳(CO2)浓度足够高的情况下,地球可能达到临界点,海洋层云变得不稳定并消失,引发全球变暖的峰值。

根据该研究报告,这项事件可能会使全球表面温度上升约8开尔文(14华氏度),该研究将于2月25日由Nature Geoscience公布。参考,电流浓度约为410 ppm并且上升。如果世界继续以目前的速度燃烧化石燃料,地球的二氧化碳水平在下个世纪可能会超过1,200 ppm。

“我认为并希望技术变革将减缓碳排放,使我们实际上不会达到如此高的二氧化碳浓度。但我们的结果表明,我们一直没有意识到存在危险的气候变化阈值,”加州理工学院的Tapio Schneider,Theodore Y说。 Wu是加州理工学院为NASA管理的喷气推进实验室的环境科学与工程教授和高级研究科学家。该研究的第一作者施奈德指出,1,200 ppm的阈值是一个粗略的估计,而不是一个确定的数字。

该研究有助于解决古气候学中长期存在的谜团。地质记录表明,在始新世(大约5000万年前),北极无霜,是鳄鱼的家园。然而,根据现有的气候模型,二氧化碳水平需要超过4,000 ppm才能使地球充足,足以让北极保持温暖。这是此期间可能的二氧化碳浓度的两倍多。然而,由层云云层的损失引起的变暖高峰可以解释始新世温室气候的出现。

Stratus云层覆盖了约20%的亚热带海洋,并且在这些海洋的东部地区普遍存在 - 例如,在加利福尼亚或秘鲁的海岸附近。当云层反射将太阳光照射回太空时,它们会使地球变凉并遮挡地球。这使它们对调节地球表面温度很重要。问题是维持这些云的湍流空气运动太小而无法在全球气候模型中解决。

为了避免无法在全球范围内解决云层问题,施耐德和他的共同作者,太平洋西北国家实验室的Colleen Kaul和Kyle Pressel在亚热带海洋上创建了一个代表性大气剖面的小尺度模型,模拟了云和它们在超级计算机上的海洋补丁上的动荡运动。当二氧化碳水平超过1,200 ppm时,他们观察到云层不稳定,随后气温升高。研究人员还发现,一旦云层消失,它们就不再出现,直到二氧化碳水平下降到远低于不稳定性首次发生的水平。

“这项研究指出了气候模型的盲点,”施奈德说,他目前正在领导一个名为气候模型联盟(CliMA)的联盟,以建立一个新的气候模型。 CliMA将使用数据同化和机器学习工具将地球观测和高分辨率模拟融合到一个模型中,该模型代表云和其他比现有模型更重要的小尺度特征。新模型的一个用途是更准确地确定云层发生不稳定性的CO2水平。

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