为什么主流温室气体对全球变暖理论忽视表面的质量?

Question

理论认为,能量吸收二氧化碳返回到地球表面,提高它的温度。
但是,表面质量、地球、土壤、岩石、等,这需要能量如果温度增加。
记住,能量=质量*比热*增加温度

为什么这一点从未提及的理论?它似乎已经被完全忽略了。
埃迪横幅

Answer 1

你可能想稳定状态的描述,如下类似Trenberth图所示。这些都是稳态能量的描述流而不是能源商店,系统已经积累的能量在各种组件及其状态(如温度)已经调整,以消除不平衡的能量流系统。即使在平衡能量继续流过整个系统,从太阳平衡输入输出系统边界热发射到太空。

由NASA -https://web.archive.org/web/20140421050855/http: / / science-edu.larc.nasa.gov / energy_budget /引用勒布et al ., j .爬2009 & Trenberth et al, BAMS 2009年,公共领域,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=32285340

如果我们改变一下这个系统,如增加大气中的二氧化碳,和重新计算的能量流,我们会发现这些流动不再平衡。每个组件有一个净收益或损失的能量。在这一点上我们可以re-diagnose州(如大气和地表温度),将使这个系统恢复平衡。

注意没有组件的时间在这个描述,这是诊断系统的初始状态和最终状态响应给定的变化。在这种模式下,我们不需要知道细节的表面是什么做的吗,我们称其为辐射的东西就像一个黑色的身体与一个特定的发射率。但是如果我们想要知道系统如何平衡这两个状态之间的转换,是的,我们需要知道的各种组件的热容。组件与大热容将需要更长的时间来过渡,积累更多的能量对于一个给定水平的能量不平衡比组件与较小的热容。

为什么这一点从未提及的理论?它似乎已经被完全忽略了。

用一个例子气候模型地表计划,http://doi.org/10.5194/gmd - 4 - 677 - 2011,表面热容它字面上的第一项的第一个方程。

同样,最近的IPCC报告(和许多之前的,引用其中)有很多这方面的分析,例如,无花果TS.13:

IPCC AR6(2021),技术总结(pdf),图TS.13 (ts - 150页)。

额外的能量来自哪里?它不能被创造来满足。它只能来自能量吸收多余的二氧化碳

啊不,这也许你的困惑所在。的能量来自太阳,这是一个持续的地球系统外部输入的能量。温室气体浓度的增加导致的能源系统中积累,改变系统状态,直到状态发生了变化,输入和输出是在平衡。

能量是需要增加表面的温度,需要更多的能量,如果任何辐射。这只能由额外的能量吸收多余的二氧化碳所提供的额外的能量不能被太阳,因为它的表面已经在平衡提供输出前的二氧化碳。

嗯,具体来说,增加了温室气体的浓度降低了长波辐射的大气透过率,从而降低的能量离开大气空间和大气的能量和温度增加。温暖的大气排放更长波辐射空间(从而削弱初始top-of-atmosphere失衡)和表面。后者通过地表能量收支变化下降长波项,减少净损失的能量从表面通过长波交换和增加能量和温度的表面。尽管“辐射”可能的路线表面温度增加,太阳是所有能量的来源流过顶部的图。