火山爆发是如何冷却地球表面的?

Question

例如，1991年皮纳图博火山爆发后这篇论文，

大量硫酸气溶胶进入平流层增加了行星反照率(本质上是地球对太阳辐射的反射率)，因为这些气溶胶粒子是有效的散射体，但在太阳波长上只是弱吸收体。

…

ERBE观测到的地球反照率的变化导致5°S至50°N之间的净冷却约为8 W m-2, 40°S至40°N之间的净冷却为4.3 W m-2。

我感兴趣的是如何冷却过程就是这样发生的。这是正确的:

1. 的大气是能量输入不足，还是

2. 的表面是否正在经历输入能量的不足，然后通过减少长波表面发射传递到大气中

我怀疑(2)基本上是正确的，因为根据ref[1]的数据，大约75%输入到地球的短波太阳辐射被地表吸收，而只有25%被大气本身吸收(火山气溶胶的吸收可能更少)。

如果这是正确的，那么一旦地表将能量赤字传达给大气，就会发生这种情况在本地？也就是说，会有一层大气层最接近表面成为第一个体验冷却速度的人吗?

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[1]佩蒂，g.w.， 2006。大气辐射第一课，第二版。麦迪逊，威斯康辛州:Sundog酒吧。

Answer 1

我感兴趣的是如何冷却过程就是这样发生的。这是正确的:

1. 的大气是能量输入不足，还是
2. 的表面是否正在经历输入能量的不足，然后通过减少长波表面发射传递到大气中

两者都不对。你忘记了反思。一些进入的短波辐射被地球表面反射回太空，也被大气中的云和粒子反射回太空。反射的短波辐射不会导致变暖。增加地球的反射率会增加地球的反照率，从而减少大气或地表吸收的阳光量。

火山喷出的气溶胶增加了地球的短波反射率。强大火山的排放物可以到达平流层，从而使这些气溶胶在大气中停留的时间比留在对流层中的气溶胶长得多。这些平流层气溶胶也有助于平流层云的形成，再次增加了地球的短波反射率。