被忽略的温室气体:影响气候变化的水蒸气

众所周知,水蒸气是地球上含量最丰富的温室气体,但是它对全球变暖的影响一直存在着争议。通过对美国国家航空航天局(NASA)卫星数据的最新分析,科学家们前所未有的精确评算了空气中水蒸气存储热量的能力,他们确认水蒸气是导致气候变化的主要因素。
2005年全球水蒸汽分布图
在位于卡城的德州农工大学,安德鲁•德斯勒(Andrew Dessler)和他的同事们确认水蒸气的扩热效果非常强,它足以让空气中的二氧化碳所导致的气温升高加倍。
科学家根据新掌握的观测数据用实验方法证明了原先的气象模型的理论预测。最新的数据是通过美国国家航天航空局(NASA)的“阿奎”卫星上的红外大气探测器获得的,研究小组通过这些数据,精确测量了大气最底层10英里中的湿度。综合分析测量出的数据和全球温度变化的观察资料,研究人员们建立了全面的模型,此模型反映了水蒸气、二氧化碳和其他温室气体是如何互相作用的。这项研究由美国航天航空局资助,最新成果刊登在了的美国地球物理合会的《地球物理学研究通讯》上。
“每个人都知道大气中的二氧化碳增加了,温度就会升高,”德斯勒(Dessler)说道 ,“但是真正的问题是温度会升高多少?”
我们可以通过估算水蒸气反馈的量级来找到答案。不断增加的水蒸气导致温度不断上升,这又让更多的水蒸气被空气所吸收,温度升高和水蒸气吸收成螺旋式增长。
水蒸气反馈还能增强其他温室气体的升温效果,而由于二氧化碳所带来的温度升高又导致大气吸收更多的水蒸气。
“大气中的水蒸气反馈是强是弱,差别非常大。”德斯勒(Dessler) 说道。
气候模型已经初步估算出了水蒸气反馈值,但是到目前为止,水蒸气数据记录还不够完善,难以全面反映出水蒸气和地球表面温度变化是如何互相影响的。因为现在还有没有一种工具,无论是地面上的和以前太空中的,能够测量到地球对流层任何高度的水蒸气的。对流层从地球表面一直延伸到距离其表面10英里的地方。
红外大气探测器(AIRS)是第一种能够辨别对流层中任何高度的水蒸气量的工具。通过红外大气探测器的数据,研究小组观察到了从2003年到2008年之间,大气中的水蒸气跟地表温度的变化是如何相互影响的。研究小组在确认了湿度如何随着表面温度变化后,就能计算出水蒸气反馈在全球范围内的平均值
“新的数据表明,随着表面温度增加,湿度也随之上升 。”德斯勒(Dessler) 说道,“温室气体的排放让大气更加湿润了。”水蒸气本身也是温室气体,湿度的上升加强了二氧化碳的温室效应。”
需要特别提出的是,研究小组发现,如果地球温度升高1.8 华氏度,那么相应增加的水蒸气将会吸收每平方米(1平方米=大约11平方英尺)2瓦特的热量。
“这个数字看起来似乎不大,但是如果乘以整个地球表面面积,你会发现水蒸气吸收了大量的热量,”德斯勒(Dessler)说道,“我们现在认为水蒸气反馈非常强,它能够使二氧化碳的温室效应翻倍。”
因为新的精确的观测数据与现有的水蒸气影响估值相符,研究人员更加确信气候模型的预测,到本世界末,地球主要的温室气体将会是地球温度上升好几度。“这项研究证明了在模型中所预测的现象正在大气中发生,”大气科学家埃里克•弗兹尔(Eric Fetzer)说道,他在加州帕萨迪那喷射推进实验室工作,专门负责红外大气探测器数据,“对于气候而言,水蒸气在大气中起着重要的作用。”
(来源:环球科学编译 2008-11-21)