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在最近的巴黎(2015年)气候谈判有很多在媒体上谈论“限制全球气温上升2摄氏度”。我一直想知道这2度的价值到底是什么意思,和我们能读这个值。据说是指某种全球平均气温。这是平均计算,如何有意义的可以吗?
温度是物理学家称之为一个强度量,而不是大量的添加剂的量。因此没有身体自然的方式来定义“平均温度”。任何平均过程必然是任意的和特别的。这可以通过空间和时间,与不同的采样频率在两个,和各种平均方法(算术、几何、各种加权版本,等等)。构建病理功能确实是可能的f (x)美元估计平均将基于平均方法完全不同,甚至是基于一些无辜的采样频率。
当然这些困难不意味着任何密集的平均数量是没有意义的。这是完全合理的,试图数学形式化的直观概念变暖。但它们确实意味着它必须仔细做。也相当惊人的人不是气候科学家的数量变暖我们谈的是规模(0 - 2^ \保监会美元C),远小于温度变化我们可以体验在时间尺度短一样一天或距离尺度短的几百公里。
所以,最后来具体问题:
也相当惊人的人不是气候科学家的数量变暖我们谈论是(0 - 2 C)的规模远小于温度变化我们可以体验在时间范围内尽可能短一天或距离尺度短的几百公里。
TLDR,但是是:
有几个因素需要考虑关于相对微小的2摄氏度,我不知道如何解释这种不长,但显然你是正确的,我们几乎没有注意到2度变化。但如果你看看地球的总能量可以稍微更好的照片。
下面的数字是唯一接近但应该足够近给一个想法的热量被困在地球的大气层和海洋。
太阳照在地球大约1.8 x1017焦耳每秒,约5.6 x1024每年焦耳。源。记住这个数字,我参考了几次。
粗略的划分是击中表面大约48%的,23%是大气中吸收,29%是反射回太空。源。现在,因为地球是在很大程度上一个稳定平衡,能量约等于能量,地球辐射约相当于71%的5.6 x1024焦耳每一年,太阳照耀,另外29%被反映出来。
这将是明显的但是我还是会提到它。全球变暖与太阳给地球更多的能量。这与地球辐射到太空的能量越少,至少直到地球变暖,足以让一个新的平衡re-stabilize =能量的能量。提高温室气体的浓度变化传热的平衡。的校长一样穿上一件毛衣。
使用上面的链接一样,59岁,71%的辐射来自地球大气层,剩下的12%来自地面。温室气体驱动气候变化的工作,可以工作的唯一途径就是需要下降59%(好吧,不是唯一的方式,你也可以玩反照率)。但热量被困在低层大气中,上层大气冷却和59%下降稍低。云层和反照率的变化如积雪,海洋覆盖和绿色vs沙漠也因素,(29%以上),但这变得非常复杂,超出了我的范围可以试着解释,所以我要忽略,现在看看5.6 x10的59%24每年焦耳。
热辐射在大约第四权力的温度增加,如果我们使用地球上平均温度约为288开尔文和添加2度,辐射288 k和290 k的区别使用第四权力规则是增加2.8%,或者从12%增加到12.34%的5.6 x1024。保持能量平衡一致,当达到新的平衡时,59%降到58.66%和0.34%的“新热”由于额外的温室气体。这种变化可能已经发生了。事实上,今天,热量平衡是平衡的地球正在变暖的原因。地球是吸收更多的热量比它给回太空。
5.6 x10的0.34%24= 1.9 x1022焦耳。相比之下,结合能源使用的所有人类是1/40th,约5 x1020.焦耳。源。所以,从人类的角度来看这是一个巨大的能量但对地球的大小非常小。不用说,0.34%的估计是很粗糙的,所以下面的数字和一些灵活性,但至少他们也有点范围。
其次,我们必须考虑热到哪里去了。大多数的估计,超过90%的进入海洋和大约90%或更多的热量进入海洋冰川融化,一些进入地面和冻土融化,只有一小部分进入大气中,表面温度计算。
源,源和源(第一次提到一个非常具体的93.4%到海洋和2.3到大气中。最后2提到“90%以上”和“90%左右”,所以可能会有一些不确定性的精确率和我将高达3%。随时重新运行数据为2.3%,4%,不管你喜欢。
1.9 x10的3%22= 5.8 x1020.(不是一个错字,它实际上是1.93)
因此,大气,粗略估计,大约5.8 x10补充道20.焦耳的能量因此增加的有限公司2。所以,估计预期的变暖的能量:
大气的质量约为5.1 x1021克。源。约4.2焦耳热1克水1度。源,大气的比热是关于1/4.1的水,源。海洋水,略低,我要估计1/4.0
所以,做数学:(4.0/4.2)x (5.1 x1021/ 5.8 x1020.),我艰难的计算说,我们需要大约9年的困热温暖大气1度c。如果我们用怀疑科学2.3%数量,ups约为11.5年,估计都是显然过于激进。观察到的表面温度变暖是接近1度每40 - 50年左右,虽然土地上的变暖速度比变暖水。但我估计不禁很粗糙。完全排除了反照率和云的形成,这是很重要的,但要计算非常复杂,远高于我的工资之上。很难计算云对全球变暖的影响甚至与超级计算机。
现在,显然洋流,规定不同的海洋和大气之间交换的热量,所以一年到下一个可以随远远超过1/9th 1度,但热的运动,而不是新系统加入的热量。
现在如果我计算热海洋需要多长时间,我理解它,深海没有变暖,但表面,有时被称为“洋中”或中间深度变暖,(文章在这里和在这里
使用上面的数字,1英里深使用估计的33倍比到大气中热量进入海洋,重新上大气水的比热4比1,估计1英里的海洋水的质量相当于160个大气压,调整71%的表面覆盖,谈到124年的粗略估计对我非常粗略的热量捕获估计温暖1英里的海洋大约1度c,我找不到任何精确的海洋变暖,但1度的变暖,在124年听起来大约1英里深的社区专家的预测。(我认为)。
所以,长话短说,虽然当地的温度可以改变显著的不同部分,全球平均气温几乎不是那么容易改变。一天之内(使用数字上面),地球71% 5.6 x1024/ 365约1.1 x1022焦耳,数量非常接近辐射离地球每一天。根据我的非常粗略的估计,地球热量的区别需要在和地球辐射热量约为0.3%。在个人的日子里,你可能会得到公平的超过0.3%的差异,但仍然没有足够的热量通过1天的阳光显著改变地球的全球平均气温。
现在,很明显,日光下的地球表面变暖明显但那是因为太阳能源的48%直接到达水面,局部热,虽然1/2地球表面变暖的另一半冷却,因此倾向于平均。有足够的能量在阳光下多大改变全球平均温度在短时间内。
考虑到这一点,政府间气候变化专门委员会讨论的2度,其中包括海洋热俘获,相当重要。更有可能工作到3度在陆地上,海洋上升1.5度/水,由于热膨胀和融化的冰。海洋温度上升意味着更大的飓风。很容易说“2度不重要”,但说它实际上可能的模型。这是一个非常显著的变化。它还需要相当多的时间为公司增加40%2创建太多的变暖,这就是为什么2度变暖的预测出去约2100。
指出缺乏全球温度变化的另一种方法是看全球平均气温的图表。,我找不到任何对全球平均气温的日变化图表,我发现一些月度变化的图表在这里。源。假设平均每月得到更精确的近几十年来,全球平均温度变化每月大约是0.13度C /土地0.095度C /海洋自1980年以来,最大的月份变化约为0.47度/土地0.36 /海洋。可能有一些舍入误差,但显然有一个程度的一致性对全球表面平均温度和更多的一致性在海洋表面温度,这正是我们应该期待,看着热量和热量。
当地的影响是由循环,但循环是将热量从一个地方到另一个地方。循环并不创建热但是热量和空气压力和差异的行为并不明显添加任何热系统。
修正我的太长时间回答的欢迎。
全球平均气温是一个方便的指标寻找全球气候变化的证据,主要是基于气象站和船用温度检查记录。如果全球气候变暖或冷我们可以满怀信心地预计,全球平均气温变化——与温度变化的数量多少的一个可靠指标的总体热平衡世界的变化。并非孤立存在而是依赖于更广泛的气候和天气过程的观察和理解。
但使用其他方法,如微波探测卫星,从大气中温度在不同深度可以计算;MSU派生的全球平均气温给几乎从基于气象站的气温变暖趋势相同,但与更强的应对厄尔尼诺南方涛动(ENSO),即更高的温度在厄尔尼诺现象和拉尼娜事件期间温度低于温度计测量为基础。
先得到全球平均每个车站的位置和可靠性是;不恰当的位置或其他问题的证据在哪里发现(城市热量,改变位置,环绕在变化位置,缺少记录),这些记录是省略和只使用可靠的站数据。站的目的是使用应该代表的条件,位置和区域,既不夸大也不掩盖起来。
温度,通常每日最大和平均每日最低——对于每一个站和之间的区别每个日常温度记录和长期平均(异常)。通常全球分为更小、多个同等大小的区域和温度记录在每个平均;这样做的好处是有很多气象站在世界的某些地方,一些在其他地方不会影响结果。所有这些地区的平均结合成一个单一的全球平均水平。
站之间的问题的的天气是否可以明显不同的电台记录是一个更广泛的问题天气和气候过程的观察和理解,我们通常不会观察天气系统产生很大的温度差异与相似的地理位置附近的相似的地方。如果大变化发生我们就不会看到我们做的区域温度的一致性。大站点的数量和更大的全球覆盖率,更可靠的全球平均水平。
网站可以扭曲平均太少,特别是如果这些网站不是典型的条件,但全球气温平均使用超过30000站,保证可靠的是过程的一部分。和卫星数据,使用完全不同的方法显示本质上相同的结果。
是一样的如果你有平均的温度你的厨房包括热烤箱一边和冷在另一个窗口,你需要把厨房分成网格,得到激光测量每平方。检查图像Gistemp v4, hadCRUT3和石:
这只是平均气象站在陆地和海洋,例如NASA的项目状态:
GISS表面温度分析v4是全球表面温度变化的估计。图和表是更新在每个月中旬使用当前数据文件从NOAA GHCN v4(气象站)和ERSST v5(海域),结合我们的出版物中描述由Lenssen汉森et al .(2010)和et al。(2019)。这些更新的文件将上月的报告和月早些时候还末报告和纠正。
例如英国气象局的计划:https://en.wikipedia.org/wiki/HadCRUT
例如瑞士石为基础,组织Meteorologique。https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=4220
