太陽光譜變化引起的輻射強(qiáng)迫對氣候變化的影響

太陽入射輻射從根本上決定了大氣的熱力結(jié)構(gòu)和組成狀況.紫外線波長范圍的輻射改變了大氣中的分子分布,從而引起連鎖的化學(xué)反應(yīng)——尢其是對平流層中臭氧的生成產(chǎn)生影響——同時(shí)為中間大氣層提供主要的熱源,而處于可見近紅外波段的輻射則能到達(dá)低層大氣和地球表面并使其增溫.因此太陽輻射的光譜組成對確定大氣結(jié)構(gòu)、地表溫度至關(guān)重要,它主要由大氣對太陽光譜變化的反應(yīng)而決定.裝載于太陽輻射和氣候?qū)嶒?yàn)(SORCE)衛(wèi)星上的光譜輻照度監(jiān)測(SIM)儀從2004年4月起就開始進(jìn)行每天監(jiān)測,其數(shù)據(jù)顯示太陽光譜始終處于0.2mm至2.4mm之間,這一現(xiàn)象說明在太陽周期的下降期,紫外光譜的下降幅度可能比之前預(yù)測的還要高 4～6倍.其中一部分的下降幅度在總的太陽輻射中被可見波長的輻射增加所抵消.同時(shí),我們發(fā)現(xiàn),這些光譜變化導(dǎo)致年間低于 45km的臭氧層有所增加.盡管短期內(nèi)對太陽輻射效應(yīng)的精確歸因非常困難,但我們基于輻射光化學(xué)模型的研究結(jié)果與Aura—MLS衛(wèi)星的同期監(jiān)測結(jié)果是一致的.

另外還發(fā)現(xiàn),SIM的數(shù)據(jù)顯示地表氣候輻射強(qiáng)迫與太陽活動水平異相.目前還無充分證據(jù)驗(yàn)證SIM觀測到的波普變化,或充分闡釋太陽周期,但我們的研究進(jìn)一步證實(shí)了這樣一種可能性,太陽輻射對大氣溫度的影響可能與目前所設(shè)想的完全不一樣.

戴 潔 譯自《Nature》, 696-699 (2010)