温室气体充分混合

二氧化碳(CO2)。人类活动所产生的二氧化碳是最大的单一的气候raybet雷竞技最新迫使代理,占总数的一半以上正迫使自1750年以来(见图6.4)。截至2005年年底,与人类活动导致大气中的二氧化碳增加相关的强制站在1.66±0.17 W / m2(福斯特et al ., 2007)。这个数字看起来小相对于地球从太阳收到的总能量(平均342 W / m2,其中237 W / m2是被地球吸收系统,占30%的太阳能反射后回到空间)。乘以地球的表面积时,然而,二氧化碳迫使大约850太瓦的50倍以上所有人类活动所消耗的总功率。

人类活动也导致浓度的增加一些其他的“混合”GHGs-those相对均匀分布,因为它们的分子在大气中停留至少几年平均。这些气体是更有力的变暖代理,虽然煤炭基础上,甚至比二氧化碳,所以小浓度的变化可以产生实质性的影响。集体,他们产生一个额外的积极迫使(气候变暖)1.0±0.1 W / m2,总共混合GHG-induced迫使(包括二氧化碳)2.63±0.26 W / m2

2讨论NRC (2005 e):“辐射迫使传统上被定义为瞬时变化造成的能量流在对流层顶组件外部气候系统的变化。raybet雷竞技最新目前很多应用程序(包括本章讨论的辐射强迫值)使用一个“调整”辐射强迫平流层的允许放松热稳定状态,因此关注地球的能量不平衡和对流层系统,这是最相关的表面温度变化。”

图6.4辐射强迫的气候在1750年和2005年之间由于人类活动和raybet雷竞技最新自然过程,表现在瓦特每平方米(单位面积上的能量)。积极的价值观与气候变暖相对应。有关详细信息,请参阅文本。来源:福斯特et al。(2007)。

(福斯特et al ., 2007)(见图6.4)。迫使所有的混合估计温室气体是很准确的,因为我们有浓度的精确测量,他们的影响力辐射通过大气传输的很好理解,他们变得相对均匀地分布在全球大气的一年左右的时间内被释放。

甲烷(CH4)。甲烷是由广泛的人类活动,包括天然气管理、化石燃料和生物质燃烧,畜牧业,种植水稻,废物管理(Houweling et al ., 2006)。天然来源的甲烷——小于人类来源包括湿地和白蚁,和这两个

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图6.5大气CH4浓度十亿分之几(磅),(左)在过去的年,在南极冰芯,衡量和(右)自1979年以来,基于直接大气测量。来源:Etheridge et al。(2002)和NOAA / ESRL (2009)。

这些来源实际上是在一定程度上影响了土地利用格局的改变。最近的测量表明,植物和农作物也会释放出微量的甲烷(开普勒et al .,: 2006),尽管这个源的大小受到质疑(Dueck et al ., 2007)。

大气CH4浓度急剧上升到1970年代末之前开始平整,最终达到一个相对稳定的浓度大约1775 ppb-which超过两倍半的平均工业化前的方向从1999年到2006年(图6.5)。有几个理论提出了CH4浓度的明显趋于稳定,包括1990年代工业排放下降和自然wetland-related放缓排放(Dlugokencky et al ., 2003)。如最后一章所讨论的,也有担心气候变暖会导致甲烷水平上升由于永久冻土融化在北极(Schuur et al ., 2009),或者不可能,在海底甲烷hydrates3 destabiliza-tion(阿切尔和自助餐,2005;欧沃佩克补充说,科尔,2006)。最近的浓度上升的原因在2007年和2008年目前正在研究(Dlugokencky et al ., 2009)。

与二氧化碳不同,只有慢慢地从大气中删除的流程在地表,大气CH4浓度有限主要由大气中的化学反应,产生二氧化碳和水蒸气。因此,甲烷分子在大气中平均不到10年。然而,甲烷是一个

3甲烷水合物甲烷和水分子组成的晶体结构,可以发现在海底沉积物中大量。

图6.6一氧化二氮在大气中的浓度,在十亿分之几(磅),(左)在过去的年,自1979年以来(右)。来源:Etheridge et al。(1996)和NOAA / ESRL (2009)。

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图6.6一氧化二氮在大气中的浓度,在十亿分之几(磅),(左)在过去的年,自1979年以来(右)。来源:Etheridge et al。(1996)和NOAA / ESRL (2009)。

更有效的变暖剂,虽然煤炭基础上,4比二氧化碳,其相对浓度在大气中上升了几乎四倍的二氧化碳。因此,自1750年以来增加甲烷与气候迫使大约0.48±0.05 W / m2(福斯特et al ., 2007),或大约1raybet雷竞技最新8%的总迫使摊位和温室气体。

一氧化二氮(一氧化二氮)。一氧化二氮的浓度在大气中自1750年以来增加了15%左右,主要是由于农业活动(尤其是化肥的应用),但也是化石燃料燃烧和某些工业生产过程的副产品。一氧化二氮的平均大气浓度继续以稳定的速度增长每年大约十亿分之0.8,截至2008年底,站在刚刚超过322磅(图6.6)(参见美国国家航空航天局,2008年)。一氧化二氮是一种极其有效的变暖代理人经常超过300倍的二氧化碳分子基础和它的分子留在大气中平均超过100年。因此,尽管自1750年以来一氧化二氮的浓度并没有增加那么多甲烷和二氧化碳,一氧化二氮仍是造成气候迫使0.16±0.02 W / m2(福斯特et al ., 2007),或大约6%的总混合温室气体强迫。raybet雷竞技最新一氧化二氮,其分解大气中也有许多其他环境效果的例子,一氧化二氮是现在最重要的平流层臭氧消耗物质被人类活动排放(作为et al ., 2009)。

卤化气体。十几个卤化气体,包括氯氟碳化合物(含氯氟烃)等臭氧消耗物质,每-氢

4相对(分子)辐射强迫的温室气体在特定的时间范围内(通常为100年),与二氧化碳相比,有时表示为气体的全球变暖的潜力。另一个常见的比较指标是二氧化碳当量(CO2-eq),它描述了等量的二氧化碳产生相同的强迫。

碳氟化合物),六氟化硫,也有助于积极的气候迫使与混合温室气体有关。raybet雷竞技最新尽管相对rare-their浓度通常测量兆分之许多的卤化气体有很长时间居住在大气和非常有效的强制代理在分子基础上(作为et al ., 1993)。集体贡献一个额外的0.33±0.03 W / m2的气候强迫。raybet雷竞技最新大多数卤化气体没有任何天然来源(见,例如,Frische et al ., 2006),而是来自于各种各样的工业活动。这些消耗臭氧化合物排放大幅下降在过去的15年里,因为《蒙特利尔议定书》(见下文)。因此,他们大气浓度,因此气候强迫,现在每年略有下降,因为他们正慢慢地从大气中删除由自然过程(图6.7)(美国国家航raybet雷竞技最新空航天局,2008年)。据估计,迫使与卤化气体将会比今天高0.2 W / m2如果减排由于蒙特利尔议定书没有发生(Velders et al ., 2007;参见第17章)。

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