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\ begingroup美元

根据Phys.org的文章“臭氧消耗物质导致了20世纪晚期北极变暖的一半,研究称”(重点):

今天发表的一项研究自然气候变化哥伦比亚大学的研究人员调查了臭氧消耗物质的温室效应,发现从1955年到2005年,它们造成了全球变暖的三分之一,以及在此期间北极变暖和海冰损失的一半。因此,它们作为二氧化碳的强有力的补充,二氧化碳是最普遍的温室气体;自那以后,它们的影响开始减弱,因为它们不再产生并慢慢溶解。

问题:

  1. 这些“臭氧消耗物质”是否也具有与其臭氧消耗化学成分无关的红外吸收温室效应,或者情况更复杂?
  2. 为什么不同的分数;全球变暖的1/3,北极海冰损失的1/2 ?
\ endgroup美元
1
  • \ begingroup美元 为什么分数不同?因为它们是相关的,但不是线性的。 \ endgroup美元
    - - - - - -桅杆
    2020年1月21日12:06

3答案3.

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\ begingroup美元

全球变暖潜势(GWP)描述了一种特定气体在特定时间内可能导致的全球变暖程度。它通常以CO₂当量表示。最著名的温室气体是二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和水蒸气(H₂O)。水蒸气的寿命很短,因此它的排放不是气候变化的主要贡献者(但通过水蒸气反馈,它是一个强有力的次要贡献者)。然而,还有其他温室气体,每单位体积,是非常强烈的。其中一些是氟氯化碳和氢氟碳化合物。

维基百科引用了政府间气候变化专门委员会(IPCC)的各种报告,并总结了一些温室气体在20年的全球变暖潜力(重点是我的):

  • CO₂:1(根据定义)
  • 甲烷:86
  • 氧化亚氮(N₂O): 268
  • hfc - 134 a: 3790
  • CFC-11: 7020

全球变暖潜能值是辐射强迫强度和大气寿命共同作用的结果。由于这些复杂的分子具有大量的旋转和振动状态,可以吸收红外辐射,辐射强迫大约是其强度的2万倍。幸运的是,它们的寿命也较短,因此常用的氟氯化碳的全球变暖潜能值估计在7000-11000左右。

回答你的第一个问题:是的,消耗臭氧的氟氯化碳具有很强的温室气体潜力,而不考虑其消耗臭氧的特性。它们的替代品hcfc对臭氧的影响要温和得多,但仍然是非常强的温室气体。

我不确定为什么它们在北极的影响相对更强。的你链接的研究文章提供一些想法:

我们也有理由质疑,臭氧消耗物质对北极变暖的如此大的贡献是否可能是CAM5LE模型的人工产物。
(…)
除了更大的RF之外,还有两个因素导致了随着CAM5LE ODS增加而增强的北极变暖:(1)更强的渐减率反馈(对北极是正的,证实了以前的工作)和(2)更弱的负净云反馈(来自长波和短波)。


请注意,这篇文章似乎完全忽略了这一点H氟碳化合物根本没有被淘汰——氢氟碳化合物在很大程度上取代了氟氯化碳,因为它们不破坏臭氧,但仍然有很强的全球变暖潜能值。我发现这是一个相当严重的疏忽,因为它强烈地破坏了他们的结论臭氧消耗物质的逐步淘汰将大大缓解北极变暖(文章将氢氟碳化合物和氟氯化碳归为一类,这对全球变暖潜能值有意义,但对臭氧损耗没有意义)。

\ endgroup美元
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  • 2
    \ begingroup美元 他们的方法一节指出,他们将氢氟碳化合物和氟氯烃捆绑成“CFC-11*”,可能是为了简化模型的内部工作。此外,我认为北极之所以被强调,只是因为它对温室气体射频有特殊的反应,而不是因为,比如说,这些物种的某些反应途径。但我也可能错了。 \ endgroup美元
    - - - - - -Deditos
    2020年1月21日10:01
  • 3.
    \ begingroup美元 @Deditos,是的,他们捆绑了,但只有氯氟烃被淘汰,而不是氢氟碳化合物,这破坏了他们“[Montréal]将减缓北极变暖”的结论。北极地区的温室气体射频确实较高,但氯氟烃的影响似乎比CO₂或₄更强,显然全球射频的33%,而北极射频的50%是由氯氟烃引起的。我应该说,这篇论文提出了很多问题,我相信关于这个问题的最后一句话还没有说出来。 \ endgroup美元
    - - - - - -gerrit
    2020年1月21日10:04
  • 1
    \ begingroup美元 很明显,这些物质专门聚集在两极地区——这已经从两极上空形成的臭氧空洞中得到了明显的证明。 \ endgroup美元
    - - - - - -eagle275
    2020年1月21日13:28
  • 2
    \ begingroup美元 @eagle275我不认为氟氯化碳会积聚在那里,而是那里的低温是净臭氧消耗的先决条件。IIRC指出,在世界其他地区,臭氧消耗和产量是平衡的,但在寒冷的平流层春季,臭氧消耗“占上风”。但我的大气化学知识有点生疏(而且从来没有那么好),所以我可能是错的。 \ endgroup美元
    - - - - - -gerrit
    2020年1月21日13:44
  • 2
    \ begingroup美元 嗯@gerrit -我曾经有一个冰箱,它来自我的曾祖母——它可以处理氨(NH3)…并不是真的有毒——但当其中一个管道泄漏时,你“知道”。另一方面,这是一个非常安静的设备,没有电动压缩机,唯一的噪音是一个阀门开关时相当安静的“咔哒”声 \ endgroup美元
    - - - - - -eagle275
    2020年1月21日14:04
5
\ begingroup美元

这些“臭氧消耗物质”是否也具有与其臭氧消耗化学成分无关的红外吸收温室效应,或者情况更复杂?

是的,这篇论文(我可以访问)实际上说,变暖是因为臭氧消耗剂的强直接辐射强迫,而不是因为它们破坏臭氧的能力。他们通过运行完整的(根据历史数据)vs.固定的臭氧消耗剂+平流层臭氧水平(1955年)vs.固定的臭氧消耗剂组合模拟得出这一结论。

文中具体给出了两个例子:

氯氟化碳CFC-11和CFC-12分别比二氧化碳的辐射效率高19,000倍和23,000倍(以Wm^ - 2每十亿分之一计算),结果是20年全球变暖潜势大7000倍和11000倍.所以,考虑到我们在1955年至2005年期间向大气中排放了多少气体,这些气体确实很疯狂

为什么不同的分数;全球变暖的1/3,北极海冰损失的1/2 ?

第一件事是你必须知道这只是模型(基于它的机械表示)告诉你的相对贡献。这篇论文试图解释臭氧消耗剂具有更高的“变暖效应”(比CO2, CH4和N2O),这意味着对于相同的辐射强迫,它可以产生更大的温差.因此,这种差异是由于在某一地点辐射强迫和实际温度影响的发散造成的。该报特别指出臭氧消耗剂增强了损耗率正反馈,减弱了净云负反馈在北极。至于它实际上是如何工作的(以及为什么它对二氧化碳、甲烷、一氧化二氮不起作用),我不是这方面的专家,所以你必须自己去看看。我猜这与它们的分子量影响它们在大气中的运动有关(它们被发现的高度相对于垂直温度分布和特定位置的云的高度)。

(PS.我也有一种感觉,它的一部分可能只是参数化以匹配北极放大的人为产物,这意味着对大的变暖潜势气体进行小比例调整比对低的变暖潜势气体进行大比例调整更“明智”。但别太当真,我不是这方面的专家。)

\ endgroup美元
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  • 1
    \ begingroup美元 谢谢你的回答和解释!我会试着尽快拿到这篇论文的复印件,这肯定能帮助我在淹没我的头部时指导我。 \ endgroup美元
    - - - - - -uhoh
    2020年1月21日23:47
0
\ begingroup美元

这篇有链接的文章写得很糟糕。它引用了无法解释的气候模型,并没有将实际论文联系起来。在任何情况下,最直观的假设是,缺失的臭氧不会反射太阳紫外线,在这种情况下,它将与温室效应相反,增加了进入的辐射,而不是阻止辐射离开。

顺便说一句,这篇文章说的是北极变暖,而不是全球变暖。在那个区域,紫外线以这样一个角度射进来,它们要弱得多。但我猜,这种影响如此之大,是因为北极太冷了,轻微的增加可能会产生更大的影响。

\ endgroup美元
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  • \ begingroup美元 受欢迎的。phys.org上的文章链接到《自然气候变化》的论文(文章下面的方框)。那里的摘要说他们使用特定的模型集成,我怀疑这只是“热空气”。但我没有读过原文(无法访问)。 \ endgroup美元
    - - - - - -user18607
    2020年1月21日19:00
  • \ begingroup美元 @ebv我并不是说这篇文章只是空话,而是说它至少应该包括对潜在机制的基本解释。 \ endgroup美元
    - - - - - -FluidCode
    2020年1月21日19:04
  • \ begingroup美元 臭氧不反射紫外线,而是吸收紫外线。phys.org的文章确实链接到了《自然气候变化》的文章,这篇文章提出了一些问题,但写得并不差。你所说的“小幅度的增长可能产生更大的影响”是什么意思? \ endgroup美元
    - - - - - -gerrit
    2020年1月21日22:19
  • \ begingroup美元 @gerrit最初我没有注意到灰色框中的链接,我在超链接中搜索。无论如何,疑问1:论文的摘要只提到了北极变暖,而文章也提到了全球变暖。他们指的是什么?报纸上有什么?质疑2:论文摘要没有提到潜在的机制,但他们可能认为想知道更多的人会阅读全文,另一方面,Phys.org上的文章应该考虑到很多读者无法访问全文,他们应该添加一些解释。 \ endgroup美元
    - - - - - -FluidCode
    2020年1月22日1:01
  • \ begingroup美元 @FluidCode我同意phys.org的文章是不够的,但即使是主要文章也有不足之处。 \ endgroup美元
    - - - - - -gerrit
    2020年1月22日7:56

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