美国国家航空航天局的一个超级计算机模型显示了温室气体，如二氧化碳(全球变暖的关键驱动因素)，在全年地球大气中是如何波动的。更高的浓度用红色表示。工作人员:美国宇航局的科学可视化工作室/美国宇航局的全球建模和同化办公室

 

地球有一个预算——一个能源预算。我们的星球一直在努力平衡进出地球系统的能量流动。但人类活动正在打破这种平衡，导致我们的地球变暖。

 

辐射能量从照射在地球上的阳光进入地球系统。其中一些能量从地球表面或大气层反射回太空。剩下的部分被吸收，使地球变暖，然后以热辐射能量的形式释放出来，就像黑色沥青在阳光明媚的日子里变热并散发热量一样。最终，这些能量也会流向太空，但其中一些会被云层和大气中的温室气体重新吸收。被吸收的能量也可能被释放回地球，从而使地球表面更加温暖。天富登录

 

增加吸收辐射的成分(如温室气体)，或者减少反射辐射的成分(如气溶胶)，都将破坏地球的能量平衡，导致更多的能量被地球吸收，而不是逃逸到太空中。这被称为辐射强迫，这是人类活动影响气候的主要方式。

 

地球的能量平衡

 

一个地球行星能量平衡的简化动画:一个行星的能量平衡是在入射辐射(黄色)和输出辐射(红色)之间平衡的。在地球上，自然和人为的过程会影响接收和释放回太空的能量量。这项研究过滤了地球能量收支的变化，由于反馈过程，揭示了能量变化引起的气溶胶和温室气体排放。来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心概念图像实验室

 

气候模型预测，人类活动正在导致温室气体和气溶胶的释放，这些气体和气溶胶正在影响地球的能源预算。现在，美国国家航空航天局(NASA)的一项研究首次通过直接观测证实了这些预测:由于人类活动，辐射作用力正在增加，影响地球的能量平衡，并最终导致气候变化。这篇论文于2021年3月25日在线发表在《地球物理研究快报》杂志上。天富登录

 

“这是第一个计算总辐射强迫的使用全球观测地球,占气溶胶和温室气体的影响,”Ryan克雷默说,第一作者在纸上和美国宇航局戈达德太空飞行中心研究员,马里兰,巴尔的摩,马里兰大学的县。“这是人类活动正在改变地球能量收支的直接证据。”

 

美国宇航局的“云和地球辐射能量系统”(谷神星)项目研究地球大气层顶部的辐射流。自1997年以来，一系列谷神星仪器一直在卫星上运行。每一种都可以测量进入地球系统的能量和离开地球系统的能量，从而得出整体辐射的净变化。这些数据，结合其他数据来源，如海洋热量测量，表明在我们的星球上存在着能量不平衡。

 

“但它并没有告诉我们是什么因素导致了能量平衡的变化，”克雷默说。

 

美国宇航局谷神星地球能量平衡

 

美国宇航局的谷神星仪器监控着地球的能量平衡。这张图片显示了入射和反射短波能量(吸收的太阳能)与发射的长波辐射之间的区别，从而确定地球能量的净变化。来源:美国宇航局科学可视化工作室

 

这项研究使用了一种新技术来分析总能量变化中有多少是由人类引起的。研究人员计算了这种不平衡有多少是由一些经常自然发生的因素波动引起的，比如水蒸气、云层、温度和地表反照率(本质上是地球表面的亮度或反射率)。例如，美国宇航局Aqua卫星上的大气红外探测器(AIRS)可以测量地球大气中的水蒸气。水蒸气以热的形式吸收能量，所以水蒸气的变化将影响最终有多少能量离开地球系统。研究人员计算了由这些自然因素引起的能量变化，然后从总数中减去这些数值。剩下的部分就是辐射力。

 

 

该团队发现，从2003年到2018年，人类活动导致地球上的辐射迫使每平方米增加了约0.5瓦。增长主要来自发电、运输和工业制造等领域的温室气体排放。反射性气溶胶的减少也导致了不平衡。