Что такое радиационное воздействие?

Земля получает энергию от Солнца, в основном в форме света, часть которого поглощается и нагревает планету, заставляя ее излучать энергию в форме тепла или инфракрасного излучения и приводя к балансу между входящей и исходящей энергией. Различные факторы влияют на количество поглощенного солнечного света и скорость, с которой энергия излучается Землей. Когда эти факторы остаются постоянными в течение определенного периода, можно ожидать, что потоки энергии установятся в равновесие при определенной среднегодовой температуре, с тем же количеством энергии, выходящим при поступлении. Если любой из этих факторов изменится, это может привести к несоответствие между входящей и исходящей энергией, что приводит к общему увеличению или снижению средних глобальных температур. Общее определение радиационного воздействия - это степень изменения, положительного или отрицательного, этого баланса, и она обычно выражается в ваттах на квадратный метр (Вт / м ² ).

В контексте изменения климата более конкретное определение радиационного воздействия, согласованное Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК), - это степень, в которой фактор изменяет энергетический баланс в тропосфере, самом низком уровне атмосферы, где почти вся наша погода имеет место. Согласно МГЭИК, используя 1750 в качестве базовой даты, представляющей доиндустриальные времена, общая величина радиационного воздействия была оценена как +1,6 Вт / м ^{2 по} состоянию на 2007 год. Факторы, влияющие на энергетический баланс, могут быть естественными или искусственными. Природные факторы включают в себя изменения в энергии Солнца и пыли в атмосфере, вызванной извержениями вулканов. Однако именно антропогенные факторы вызывают наибольшую обеспокоенность: широко распространено мнение, что деятельность человека способствует положительному радиационному воздействию, что ведет к общему глобальному повышению температуры.

Сжигание ископаемого топлива после промышленной революции привело к увеличению в атмосфере количества определенных газов, особенно двуокиси углерода (CO ₂ ) и аэрозолей, таких как частицы дыма и сажи. Эффекты CO ₂ хорошо понятны. Он по существу прозрачен для солнечного света, но поглощает инфракрасное излучение, так что, хотя он пропускает энергию Солнца, он препятствует излучению тепла наружу, что приводит к положительному радиационному воздействию. По оценкам, атмосферные уровни CO ₂ выросли с примерно 270 частей на миллион (ppm) в доиндустриальные времена до почти 390 ppm в 2010 году.

Аэрозольное радиационное воздействие более сложно количественно оценить, поскольку различные аэрозоли различаются по своей прозрачности, отражательной способности и поглощению в отношении света и тепла. Как правило, частицы сажи и дыма имеют тенденцию поглощать тепло и вносить свой вклад в положительное радиационное воздействие, в то время как большее количество отражающих аэрозолей, таких как сульфаты, которые образуются в результате сжигания топлива, содержащего серу, могут оказывать отрицательное влияние. Оценки аэрозольных эффектов осложняются тем фактом, что они могут также уменьшить количество солнечного света, достигающего поверхности.