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牧师

为什么太阳光度未来增加10%应该给地球上的生命带来灾难性后果当最后30%没有?

关于地球的气候历史上值得注意的是,尽管太阳光度低30%一开始,今天气温很接近。此后温度保持在一个相对狭窄的范围内,使生命的发展。这让一个认为有抑制机制在地球气候系统。

但预测接下来的几100年数百万年明确,大约增加10%的太阳能照明会大量的增加地球上温度,导致毁灭至少所有更高的生活(在这里,例如:Solar_evolution,地球失去海洋?)

现在,理所当然,在某种程度上抑制机制的气候将会被额外的太阳能辐射。但是没有迹象表明未来10%,如果过去的5亿年里似乎表明一个冷却器温度的趋势:

什么是假设这些模型是基于来他们的可怕预测吗?

回答

在这方面你可以认为地球系统就像一个房子加热但没有空调。因此,它有一个强大的机制来保持温暖在太阳能照明薄弱(温室效应),但它没有这样强大的机制来冷却,如果太阳能照明太强大了。在我们的类比,假设你使用加热保持你的房子22°C /冬天挺暖和的,当室外气温温度更低。随着室外温度的春天,你拒绝的力量加热,所以保持在22°C。现在,~ 10%增加太阳能发电量相当于点是室外温度超过22°C。因此,即使加热,你家温度会上升超过22°C,一个你不能做任何事情。地球温室效应的加热机制,特别是由于{有限公司}_2美元一个。但最重要的是,恒温器,使地球的温度范围内的液态水。这个恒温器是基于事实,增加温度导致硅酸盐风化和增加,这反过来会导致大气{有限公司}_2美元下滑的浓度,因此降温。这个负面反馈抵消任何变暖由于增加太阳能照射。 However, that trick will work only until the point when there is no more ${CO}_2$ in the atmosphere. Then, any increase in solar irradiation will have a direct effect on temperature, and other amplifying feedback will kick in. In particular the greenhouse effect of water vapor: The higher the temperature, the most water vapour in the atmosphere. And water vapor is a very effective greenhouse gas, therefore, that will lead to further increases in temperature. The following figure gives an idea of the different radiative forcings as calculated by the IPCC AR5: [![enter image description here][1]][1] However, those are relative to the year 1750. The [total effect of green house gasses is about 155 W/m²][2]. That corresponds to a 45% of the total energy we receive from the Sun (340 W/m²). That would mean that if you take away all greenhouse gases you can counteract an increase of about 45% of solar power output. In other words, Earth can keep turning the heating down to keep the planet temperature stable as the Sun keeps increasing its power output. However, this calculation is very naive, because we can't remove all greenhouse gases (that would mean removing all the water too). The models you mention are more realistic in this sense and they suggest that the critical points is just a 10% of solar output increase, much closer than the 45% of my ultra-simplistic calculation above. Said that, the references in that Wikipedia article don't seem to use models fully coupled with all the Earth's systems involved (carbon cycle, tectonics, methane, albedo feedback, etc.). Therefore, I would take that 10% value with a lot of caution. However, what is true is that at some point, if you increase solar power enough, the temperature controlling processes of our planet will be overwhelmed, and life on Earth's will face the bigger challenge ever for its subsistence. [1]: https://i.stack.imgur.com/vUayQ.png [2]: https://pubs.giss.nasa.gov/docs/2010/2010_Schmidt_sc05400j.pdf

编辑总结

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2

\ begingroup美元没有什么魔法这个确切的时间点。本文来源:nature.com/articles/nature12827发现关键的日晒是375 W / m2,碰巧比当前值增加了10%。所以地球历史上魔法点不是现在,但是当日晒达到临界值。下周我要去我的大学,我将能够下载论文全文看到更多的细节,但他们所说的抽象模型看起来仍然是相当简单的,不考虑硅酸盐风化反馈延迟,这将是关键临界点。 \ endgroup美元
- - - - - -卡米洛·Rada
2018年12月27日17点32分
1

\ begingroup美元 @AtmosphericPrisonEscape这是事实,但水蒸气的温室效应不是一个独立的强迫,它是依赖于温度。因此,每个迫使包括水汽增加,包括在辐射强迫。换句话说,迫使有关二氧化碳的增加,它的二氧化碳产生的温室效应+一个由水蒸气的增加。 \ endgroup美元
- - - - - -卡米洛·Rada
2018年12月28日,在6:42
1

\ begingroup美元是因为迫使量化改变美元\部分E_ {rm \ rad} / \部分台币,而“与温度”意味着古典温室效应没有强迫是一个稳态的现象,它是$ \部分E_ {rm \ rad} / \部分t = 0美元全球? \ endgroup美元
- - - - - -AtmosphericPrisonEscape
2018年12月28日13:48
2

\ begingroup美元 @Menschmaschine我编辑了问题解决一个巨大的错误关于温室气体的总辐射强迫。看看现在在图下面的段落。 \ endgroup美元
- - - - - -卡米洛·Rada
2018年12月28日21:32
2

\ begingroup美元 @AtmosphericPrisonEscape没有不是速度或时间导数。水蒸气的影响被认为是一个反馈不是强迫,因为它不能独立于温度变化。 \ endgroup美元
- - - - - -卡米洛·Rada
2018年12月28日21:41

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