为什么北半球比南半球吸收更多的太阳能?

多年来的观察表明,地球南北半球反射到太空的阳光量原本几乎相同,这在气候学上是个令人费解的现象。但最新的24年卫星数据显示,这种“对称”正在消失:北半球现在吸收的太阳能比南半球更多,从长远来看,这并

  多年来的观察表明,地球南北半球反射到太空的阳光量原本几乎相同,这在气候学上是个令人费解的现象。但最新的24年卫星数据显示,这种“对称”正在消失:北半球现在吸收的太阳能比南半球更多,从长远来看,这并非小事。

  卫星如何记录这些变化?它们通过光来记录。美国宇航局的CERES卫星(云和地球辐射能量系统)从2001年到2024年一直在记录地球吸收和反射太阳能的情况。研究团队分析了这24年的数据,得出一个结论:每平方米每十年,北半球吸收的太阳能比南半球多大约0.34瓦。虽然这看起来很小,但考虑到地球的表面积,这代表着巨大的额外能量流入。

  为什么会发生这种情况?

  研究团队使用一种称为“部分辐射扰动”(PRP)的方法来分析不同因素的影响,包括云、气溶胶(污染物)、地表亮度和水汽等。结果表明,北半球变“暗”并吸收更多热量主要由三个因素共同导致:

  • 冰雪融化:北半球高纬度地区正在变暖,冰雪减少,露出了颜色更深的地表或海面。原本应该被冰雪反射的阳光现在被吸收了。
  • 空气污染减少:工业排放和气溶胶可以反射阳光(类似于天然的“遮阳布”)。近年来,欧美和中国部分地区加强了污染治理,减少了这些反射物,使得天空更“透明”,阳光更容易到达地表。
  • 水汽增加:暖空气可以容纳更多的水汽。水汽不像白云那样有效地反射阳光,反而会吸收热量,导致北半球总体上吸收更多的太阳能。

  这三个因素共同作用,使得北半球比过去更多地吸收太阳光,而南半球则保持相对稳定,变化较小。

  但令人不解的是,云并没有起到预期的作用

  按理说,云应该能够起到“自我调节”的作用:如果北半球开始吸收更多热量,应该会形成更多或更亮的云来反射阳光,从而帮助平衡。但CERES的实际观测显示,在过去20年中,云量并没有出现明显的补偿性增加。也就是说,本应帮助我们“扳回一局”的云,并没有像模型预测的那样发挥作用。

  因此,气候科学家们很想知道:云究竟在做什么?是云的尺度、厚度或类型发生了变化,还是模型未能准确捕捉到云与气溶胶之间的复杂相互作用?这是目前最难解决的问题之一。

  这意味着什么?

  从短期来看,半球能量差异会影响热量分布、季风和降雨带的位置,以及极端天气的频率和分布。从长期来看,能量不平衡可能会加剧现有的区域性风险,例如北半球中高纬度地区加速变暖、海平面和降水模式改变等。研究作者和其他气候学家都提醒说,即使每平方米只有很小瓦特的变化,累积起来也可能产生明显的影响。

  研究作者指出,北半球变暗并非由单一原因造成,而是冰雪减少、污染下降和水汽增加共同作用的结果。另一位未参与研究的气候专家也表示,这项分析让我们清楚地认识到,云的反应可能不像我们想象的那么可靠,因此必须在新一代气候模型中更认真地重建云的模式。

  这项研究并不是危言耸听,而是提醒我们两件事:一是人类活动和自然反馈正在改变地球的“能量平衡”;二是科学尚未完全搞清楚关键变量,特别是云。

  下一步,科学界需要更精确的观测、更强的模型以及更多跨学科的数据融合。对于普通人来说,气候并非遥远的抽象概念,能源结构、污染治理和极端天气防御都与这些微小但累积的能量差异有关。

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