太阳光谱变化引起的辐射强迫对气候变化的影响

太阳光谱变化引起的辐射强迫对气候变化的影响

太阳入射辐射从根本上决定了大气的热力结构和组成状况.紫外线波长范围的辐射改变了大气中的分子分布,从而引起连锁的化学反应——尢其是对平流层中臭氧的生成产生影响——同时为中间大气层提供主要的热源,而处于可见近红外波段的辐射则能到达低层大气和地球表面并使其增温.因此太阳辐射的光谱组成对确定大气结构、地表温度至关重要,它主要由大气对太阳光谱变化的反应而决定.装载于太阳辐射和气候实验(SORCE)卫星上的光谱辐照度监测(SIM)仪从2004年4月起就开始进行每天监测,其数据显示太阳光谱始终处于0.2mm至2.4mm之间,这一现象说明在太阳周期的下降期,紫外光谱的下降幅度可能比之前预测的还要高 4～6倍.其中一部分的下降幅度在总的太阳辐射中被可见波长的辐射增加所抵消.同时,我们发现,这些光谱变化导致年间低于 45km的臭氧层有所增加.尽管短期内对太阳辐射效应的精确归因非常困难,但我们基于辐射光化学模型的研究结果与Aura—MLS卫星的同期监测结果是一致的.

另外还发现,SIM的数据显示地表气候辐射强迫与太阳活动水平异相.目前还无充分证据验证SIM观测到的波普变化,或充分阐释太阳周期,但我们的研究进一步证实了这样一种可能性,太阳辐射对大气温度的影响可能与目前所设想的完全不一样.

戴 洁 译自《Nature》, 696-699 (2010)