极地冰层融化的潜热正在减缓全球变暖吗?

Question

我只接受过中等物理教育，所以请原谅我，但由于温室效应等原因，如果冰的融化速度没有增加，我们不是已经更热了吗?因为更多的(热量)能量会流向变化的状态，而不是改变温度?我对潜热的理解是，它是一种不会导致温度急剧升高的热量，而是用来改变状态(即固态冰变成液态水)。

显而易见的问题是，一旦冰全部融化，或者融化得不够快，我们就会有适当的热量问题(不仅仅是现在讨论的2、4或6度的变化)。

这方面有数据吗?或者这种效应是无稽之谈?还是我在期待一个比我的年龄大几个数量级的时代?

Answer 1

潜热是一个因素，但与全球变暖的速度相比，它完全被掩盖了。

例如，自1978年4月以来，北极海冰的体积减少了约1.1万美元立方公里。为了达到这个目的，冰吸收的潜热大约是3.7(10)^{18}美元焦耳。与此相比，海洋吸收的多余热量约为每十年2.0(10)^{23}美元焦耳。也就是说，比融化北极冰所需的十年热量多出大约三到四个数量级。

当然，陆地吸收的热量(比海洋吸收的热量少得多)，格陵兰岛和南极冰盖的融化，以及海洋变暖深度的不确定性，这是由于测量的稀缺，尤其是在南半球。

但无论你如何削减统计数据，与地球热量不平衡相比，潜热是微不足道的。

Answer 2

IPCC的图表(这里讨论)显示了进入海洋、大气、陆地和冰融化的热量。

除非另有说明，否则地球气候系统不同组成部分相对于1971年和1971 - 2010年以泽焦尔为单位的能量积累图。海洋变暖(热含量变化)占主导地位，上层海洋(浅蓝色，700米以上)比深海(深蓝色，700米以下;包括从1992年开始估计的不到2000万)。冰融化(浅灰色;冰川和冰盖，格陵兰岛和南极冰盖自1992年以来的估计，北极海冰自1979-2008年以来的估计);大陆(陆地)变暖(橙色);大气变暖(紫色;估计从1979年开始)作出较小的贡献。海洋估算的不确定性也主导了总体不确定性(虚线表示所有五个分量在90%置信区间的误差)。

Answer 3

一年内融化1.5万立方公里的假设是不正确的。这大约是在融化季节融化的量。到了冬天，它又会长出来。检查PIOMAS网站正确的值:http://psc.apl.uw.edu/research/projects/arctic-sea-ice-volume-anomaly/

根据PIOMAS的计算，要融化额外的280立方公里海冰，我们每年损失的海冰量，大约需要8.6 x 10^19 J

因此，北半球海冰的不平衡仅为8.6 x 10^19 J

**编辑2022年1月5日。现在我改变主意了。我在想全球变暖已经减缓了。280平方公里的融化是每年的融化量，但最后的280平方公里的海冰也将在大约2周内融化。让我们假设从2026年9月1日到9月15日。而北半球的海冰也有同样的不平衡(“只有”8.6 x 10^19 J)，但只是在2周内。这意味着2周内的辐射强迫是PIOMAS计算出的年度强迫(52周)的52/2= 26倍。PIOMAS在其网站上写道:

它相当于0.4 Wm-2

但这可以在2周内达到26 x 0.4 = 10.4 Wm-2。我不确定这是否理解正确。这将导致重新冻结的延迟，而这个延迟每年将翻一番，因此海冰将在5年内消失。对我来说，这看起来像是丹斯加德-奥斯切尔事件中的一个变暖阶段。

Answer 4

潜热问题确实是个大问题。融化价值15,000美元立方公里的冰所产生的总潜热(这个15,000美元是一个任意的数字，但你可以把它看作是一个非常大的融化量)是15,000美元。997\frac{\rm kg}{\rm m^3}_{^{(水的密度)}}$ \cdot \， 334\frac{\rm kJ}{\rm kg}\，$_^(聚变焓)$ \ cdot \压裂{1000 \ \ rm J} {1 \ \ rm kJ} \ cdot \压裂{10 ^ 9 \ \ rm m ^ 3} {1 \ \ rm公里^ 3}= 4.995美元\ * 10 ^ {21}$ J

将其与地球的总能量不平衡进行比较$0.58 \frac{\rm Watts}{\rm m^2}$(如果你认为这是真正的不平衡，你可以用1.17美元代替0.58美元)。对于整个表面积涉及到$2.96 \乘以10^{14}$ Watts。现在，在一年多的时间里，能量不平衡是2.96美元乘以10^{14}\cdot \frac{365\， \rm days}{1\， \rm yr} \cdot \frac{24\， \rm hrs}{1\， \rm day} \cdot \frac{60\， \rm min}{1\， \rm hr} \cdot \frac{60\， \rm sec}{1\， \rm min}$。那就是9.33美元乘以10^{21}J美元。

因此，潜热与能量不平衡的一个合理比例是4.995:9.33美元。当然，这是假设价值1.5万美元的冰在一年内融化。另一方面，能量不平衡的相关数字也被高估了。这是因为实际用于加热地球的热量只是这种不平衡的一小部分(确切的比例取决于你使用的模型)。不管怎样，潜热是进一步加热的一个主要问题……所以得吓人。

Answer 5

融化的极地冰确实吸收了大量的能量，可能没有海洋吸收的那么多，但关键是吸收的能量是潜能隐藏的热量，不会在大温度计上显示出来，而且还表现出正反馈，即反射更少，吸收更多，因此融化的冰非常重要和可怕。

另一个较少谈论的话题，增加大气中的水蒸气，潜热的另一个来源，正反馈，$H_2O$是一种强大的温室气体，非常可怕，确实非常可怕。