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?

Question

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?

Answer 1

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${有限公司}_2美元。但最重要的是,恒温器,使地球的温度范围内的液态水。这个恒温器是基于事实,增加温度导致硅酸盐风化和增加,这反过来会导致大气的下降${有限公司}_2美元浓度,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。

然而,技巧只会工作,直到当没有更多的点${有限公司}_2美元在大气中。然后,增加太阳能辐照会直接影响温度,和其他放大反馈会。特别是水蒸气的温室效应:温度越高,最大气中的水蒸气。和水蒸气是一种非常有效的温室气体,因此,这将导致温度的进一步增加。

下图给出了一个不同的辐射营力由IPCC AR5计算:

然而,这些都是相对于1750年。的温室气体的总效应大约是155 W / m²。对应于一个45%的总能量我们收到来自太阳(340 W / m²)。这意味着如果你带走所有你可以抵消温室气体增加约45%的太阳能输出。换句话说,地球可以降低将加热太阳使地球温度稳定不断提高其输出功率。然而,这个计算是很天真的,因为我们不能删除所有温室气体(这意味着删除所有的水)。你提到的模型更现实的在这个意义上,他们建议临界点是10%的太阳能产量增加,更比ultra-simplistic计算的45%以上。

说,引用维基百科文章似乎并不完全使用模型加上所有参与地球的自然系统(碳循环、构造、甲烷,反照率反馈,等等)。因此,我将10%价值的谨慎。然而,真正的是在某种程度上,如果你增加太阳能不够,我们的星球的温度控制过程将会不知所措,和地球上的生命将面临更大的挑战的生存。

Answer 2

任何恒星的“适居带”https://en.wikipedia.org/wiki/Circumstellar_habitable_zone那里的温度适合行星与地球相似条件。区,边缘的程度不是太热,不太冷,但刚刚好——取决于恒星的luminousity。

现在假设,45亿年前,原始地球环绕的地方靠近外缘的区域。(这可能是一个因素“雪球地球”?)随着太阳的luminousity增加,区向外移动。如果它继续增加(如物理表示将),在某一时刻将在内部地球的轨道“恰到好处”的边缘地带。显然,这是在当前luminousity计算为10%。

Answer 3

这些模型似乎相当简单。关键字“煮”这个词,我想。考虑到类比与沸水锅。水作为一个恒温器(各种各样的)阻止气温上升太多,破坏/烧水壶。但是,一旦水“耗尽”,即它都消失了……

当说到地球(或任何行星),额外的蒸汽也徒一种温室气体,从而有效地将热量。这是明确表示,在2013年的论文介绍,它指的是Simpson-Nakajima限制在这方面。数值估计这个极限实际上是没有那么简单。