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全球變暗是指自20世紀50年代以來開展全球系統觀測後發現的地球表面接受的直接太陽輻射逐年減少的現象。這個現象雖然會因地點而異,但就全球平均而言,自1960年到1990年的30年間,接收到的直接太陽輻射已經減少了4%。但是在去除1991年的皮納圖博火山噴發造成的異常後,觀測到的全球的總趨勢又變成是有很小的增加。全球變暗被認為是因為人類活動造成的大氣中懸浮顆粒物(比如硫酸鹽氣溶膠)的增加造成的。全球變暗已經通過減少地表蒸發而干擾到了全球水循環。在一些地區,降水可能也是因此減少。全球變暗效應可能造成了全球變冷效應,從而部分的抵銷了一些溫室氣體造成的全球變暖效應。通過地球工程學[1]的一些手段來精細的操縱這種黯化效應被認為是一條可以減少全球變暖影響的途徑。

原因和影響

全球變暗被認為是因為人類活動造成的大氣懸浮顆粒物的增加造成的。大氣中的顆粒物可以吸收太陽能量,也可以將陽光反射回太空。這些顆粒物也可以作為凝結核促成雲滴的形成。雲中的水滴可以與這些顆粒物碰並。污染的增長造成更多的顆粒物,從而催生雲中產生更多的小水滴(也就是說,同量的水被分成更多的液滴)。這些更小的水滴使得雲的反射率增加,造成更多的陽光被反射回太空,地面能接收的太陽輻射就變得更少了。在模式中,這些更小的水滴使得降雨減少。

雲可以攔截太陽對地球的傳熱,以及地球向外的熱輻射。他們造成的影響非常複雜,隨着時間地點、高度的不同而變化。通常在白天是以攔截入射的陽光為主,造成冷卻的效果;而到了晚上就主要阻擋地球向外輻射熱量,減少地球的熱量流失。

科學研究

20世紀60年代晚期,麥克海爾·伊萬諾維奇·布迪科使用一個簡單的二維能量平衡氣候模式研究冰的反射率。他發現「冰-反照率」反饋在地球氣候系統中產生了一個正反饋循環。冰雪越多,被其反射回太空中的太陽輻射就越多,從而使得地球變得越冷,進而又產生更多的冰雪。其他的研究也發現空氣污染或火山噴發可能會引發一個冰期的開始。

20世紀80年代中期,蘇黎世聯邦理工學院的一個地理學研究者大村纂發現到達地球表面的太陽輻射在過去的30年裡已經減少了超過10%。他的發現顯得與全球變暖[2]的趨勢(自70年代全球平均溫度已經在升高)相衝突。因為到達地球表面的陽光越少,地球應該越冷才對。大村在1989年發表了他的發現「全球輻射在歐洲的長期變化」。隨後,其他研究者也陸續發現相似現象。比如Viivi Russak在1990年的「愛沙尼亞近幾十年來的太陽輻射、雲量、大氣透明度的趨勢」,和Beate Liepert在1994年的「德國的太陽輻射——觀測到的趨勢以及造成原因的估計」。在蘇聯也觀測到黯化現象。格里·斯塔希爾(Gerry Stanhill)在好幾篇論文中(參見參考資料)研究了世界範圍內的黯化現象,並且確定了「全球變暗(global dimming)」這個術語。

20世紀80年代晚期在以色列荷蘭的獨立研究顯示,儘管各地的跡象都表明全球氣候正在變熱,但陽光總量卻是在明顯減少。黯化的速率在各地有所不同,但平均值大概為每十年減少2-3%。這個趨勢從90年代早期開始有所逆轉。由於很難精確的標定觀測使用的儀器,再加上空間覆蓋度不夠,使得很難得到精確的黯化速率的全球觀測。但是黯化的現象無可否認。

視頻

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參考文獻

  1. 什麼是地球工程學?,譯學館
  2. 全球變暖是真的嗎?,北極星大氣網,2020-2-25