Dünya Enerji Bütçesinin Temel Kavramı

Dünya enerji bütçesi Güneş'ten gelen enerji ile giden enerji arasındaki hassas dengeyi temsil ediyor ve bu dengenin tersine doğru bir şekilde yok edilmesi için Dünya'nın iklim ve sıcaklık istikrarının uzun süre boyunca dengelendiğini gösteriyor.

Güneş radyasyonu, Dünya'nın atmosferinin ortalama 1361 watt'ı kare metre başına taşır (W/m2), yaklaşık% 100 W /m2 olarak bilinen bir sabittir). Ancak, Dünya buz ve kar gibi parlak yüzeyler, bu enerji ortalama olarak 340 W/m2 olarak dağıtılır.

Dünya öncelikle uzun dalga radyasyonu olarak uzaya geri döner. Ancak, atmosferdeki sera gazı gazları, su buharı, karbon dioksit ve methane, bu radyasyonun bir parçası olarak, yüzey ısı ve ısınması - güneş çıkışında bilinen bir fenomen[Düzükler), sera gazı konsantrasyonu, veya yüzey sıcaklığının yaklaşık 15°C'ye (59°F) yol açtığı enerjilerini değiştirir.

Güneş Radyasyonu: İklimin İlk Sürücüleri

Güneş radyasyonu, Dünya'nın iklim sistemini yönlendiren temel enerji kaynağı oluşturur. Dünya'nın yörüngesindeki yaklaşık 11 yıllık güneş döngüsünden daha uzun vadeli değişikliklerle birlikte, güneş enerjisinin büyük çoğunluğu görünür ışıkta, ultraviyole (UV) ve güneş ışığından yakın dalga dalgalar meydana gelir.

11 yıllık güneş döngüsü, güneş ışınlamasındaki dalgalanmalara neden olsa da, bu değişiklikler binlerce yıl boyunca antropojenik etkilerle karşılaştırıldığında nispeten küçük. tersine, Dünya yörüngesinde ve aksiyel eğimde, dünya tarihinin tamamında bilinen değişimler.

Albedo ve Yüzey Yansı

[FONT:0)Albedo[[Dönetici: 1) Dünya yüzeyi ve atmosferi tarafından yansıyan güneş radyasyonunun miktarını tanımlar, yüzey tipi ve koşullarına bağlı olarak geniş ölçüde değişir. Taze kar ve buz gelen güneş ışığının% 90'ını yansıtabilir, ancak ormanları sadece 10-15'ü yansıtmaktadır ve açık okyanuslar daha fazla güneş enerjisini absorbe eder, yüzey ısıtmaya katkıda bulunur.

Küresel sıcaklıklar yükselirken, kar ve buz miktarı azalır, karanlık arazi veya okyanus yüzeylerini açığa çıkarır. Bu, güneş radyasyonunun absorbe edilmesini arttırır, susam ve küresel iklim kalıpları için derin etkiler sağlar.

Bulutlar ve Aerosollar: Kompleks Modulators

Bulutlar ve aerosoller, Dünya'nın enerji bütçesi üzerinde karmaşık etkiler yaratıyor, hem soğutma hem de ısınma ajanlarının özelliklerini ve yüksekliğe bağlı olarak hareket ediyor. Low, kalın bulutlar, böylece yüzeyin ısıtılması için önemli bir kısmını yansıtmaya eğilimlidir.

Genel olarak, bulutların net etkisi şu anda gezegenin hafif bir soğutmasında sonuçlanabilir. Ancak, iklim değişikliği bulut özelliklerini, kapsamı ve dağıtımını değiştirebilir, gelecekteki iklim projeksiyonlarına önemli bir belirsizlik tanıtabilir. Örneğin, bulut yükseklik veya tipindeki değişimleri ya da ısıtılabilir.

Aerosols – atmosferde askıya alınan birkaç tane – volkanik patlamalar, çöl tozu ve deniz spreyleri gibi doğal kaynaklardan dolayı, fosil yakıt yakma ve biyokütlelerin yanı sıra, hava kirliliği gibi bazı aerosollerin oluşumu ve bulut yansımalarını da yansıttığı gibi, atmosferi soğutmak, özellikle de kara karbon (soot), güneş radyasyonunu absorbe etmek, atmosferi azaltmak ve güneş enerjisini azaltmak.

Sera Etkisi ve Radiative Forcing

[FONT=0] Yeşil ev etkisi [[DÜDÜT:1] Dünya'nın alışkanlıklarını korumak için hayati önem taşıyor. Su buharı, karbon dioksit (CO2) tarafından takip edilen, methane (CH4), nitrius oksit (N2O), ve ozon (O3), bu gazlar, yüzeydeki en yüksek sıcaklıklara ve yeniden dengelenmiş enerjiyi korumak için idealdir.

Endüstri Devrimi'nden bu yana, antropojenik emisyonlar CO2, CH4 ve N2O'nun önemli ölçüde konsantrasyonlarını artırdı. Bu, son küresel ısınmanın birincil nedenidir. Diğer sera gazılarındaki değişiklikler, kloroflorokarbonlar (CFCs) ve onların yedekleri (HCFCs) gibi, aynı zamanda daha az ölçüde yayılmaya katkıda bulunur.

[FONT:0]Radiative zorlama[Dönetici:0) Enerjideki floralarda değişimleri, 1750'den 2019'a kadar olan atrojenojenler veya güneş ışınlayıcısı (W/m2), yaklaşık 2.72 W /m2 olarak, yüksek çözünürlükte bulunan L/m2 ile karşılaştırıldığında, yüksek çözünürlükte bulunan 5,5 $ değerindeki yüksek çözünürlükte bulunan 5,5 $ 'lık bir artışla karşılaştırıldığında, yüksek çözünürlükte 2, 2'de tahmin edilmektedir.

İklim Sistemindeki Geri Bildirim Halkaları

İlk radiative, en güçlü olumlu geri bildirimlerden biri, su buharı geri bildirim[FLT]: atmosferi sıcak olarak, daha güçlü bir sera gazı olan, daha fazla ısınmaya yol açan.

[FONT=0]))))))))[FONT=0))))))))))))))[0|0|Köpek-albedo geri bildirim[Dönetici:0))[Dönemli geri bildirim[Dönetici:2)))))) Olumsuz bir geri bildirim olarak hareket eder; Dünya yüzeyinin sıcaklığı yükselir, kısmen daha fazla ısınmayı azaltır.

Ek geri bildirimler karbon döngüsünü içerir. Örneğin, iklim tahminlerine rağmen karbon dioksit ve mehaneyi depolar, daha az CO2 ısıtabilir, karbon bataklığı olarak rollerini azaltabilir. Bu geri bildirimler iklim projeksiyonları ile ilgili değildir, ancak gelecekteki iklim trajektörlerini anlamak için kritiktir.

Doğal ve Anthropojenik Faktörler Dengeyi Etkiliyor

Dünya enerji bütçesi doğal değişkenlik ve insan faaliyetlerinin bir kombinasyonunun etkisi altındadır. Bu etkiler iklim referans çalışmaları için önemlidir ve etkili mitigation stratejileri tasarlar.

Doğal Variability

Volcanic patlamalar, önümüzdeki birkaç yıl boyunca sulfur dioksit enjekte ederek enerji dengesini geçici olarak değiştirebilirler. Örneğin, Mount Pinatubo'nun 1991 patlaması, yaklaşık 0,5 °C'yi daha sonraki birkaç yıl boyunca azalttı.

Güneş ışınlama 11 yıllık güneş döngüsünden biraz daha değişir, ancak bu değişiklikler El Niño-Güney Oscillation (ENSO) gibi, güneş çıkışının iklim sistemi içinde belgelenmiş bir şekilde sergilediği gibi küçük ve yetersizdir.

Anthropojenik Sürücüler

İnsan faaliyetleri enerji bütçesini dramatik bir şekilde değiştirdi, özellikle de fosil yakıt yakması, yıkım, tarım ve endüstriyel süreçlerden kaynaklanan ısıtılmış sera gazı emisyonlarının emisyonu yoluyla.Örneğin, tarım alanlarıyla ormanların değiştirilmesi genellikle reflektifliği artırmakta, bu etki sera gazı emisyonlarının neden olduğu ısınma tarafından cüceleştirilmiştir.

Ek olarak, eksik yanmadan siyah karbon parçacıkları güneş ışığı absorbe eder ve atmosferi doğrudan ısıtılır. Hava kirliliğinden yanmaktan ve biyokütmelerden kaynaklanan hava kirliliği kısmen güneş ışığı yansıtacak şekilde azalır, ancak bu "masking" etkisi geçicidir ve hava kalitesi düzenlemeleri azaltımı bekleniyor. Genel olarak, net antropojenik radiative zorlaması güçlü bir şekilde olumludur, iklim değişikliğini gözlemler.

Ocean: Dünya'nın En Büyük Termal Buffer

Dünya yüzeyinin% 71'ini kapsayan, okyanusların büyük bir termal inertiaya sahip ve gezegenin birincil ısı rezervuarına hizmet etmektedir. Okyanus mağazalarının üst tabakaları tüm atmosfer kadar ısıya sahip, onları absorbe etmek ve büyük miktarda enerji dağıtmalarına olanak tanır.

1970'lerden beri, okyanuslar atmosferde ısınan aşırı ısının% 90'ından fazlasını emdi, çünkü sera gazı konsantrasyonları arttı, çünkü Zika'nın ağladığı gibi, okyanus dolaşım ve atmosferik yönetimde (NOAA)).

Ocean Heat Transport ve Global İklim

Ocean currents, kutuplara karşı yarıklıklardan ısıyı yeniden dağıtmada önemli bir rol oynamaktadır, böylece bölgesel iklimleri etkilemektedir.TheurFLT:0)Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC)[FLT][D)[D)[Düzücük ısılar kuzeye doğru ve soğuk, yoğun sular kuzeye doğru uzanır.

Grönland buz tabakalarının erimesinden gelen taze su girişinin artması veya AMOC'yi bozabilir veya bozması için bir değişiklik, Kuzey Atlantik'te devam eden küresel ısınmaya rağmen, okyanus dinamikleri ve Dünya enerji bütçesi arasındaki karmaşık Interplay'ı ortaya çıkarmak için bir sürpriz bölgesel soğutmaya neden olabilir.

Imbalanceed Energy Budget'in Sonuçları

atmosferin en üst kısmında mevcut pozitif enerji dengesizliği, yaklaşık 0.9 W /m2'de tahmin edilen, iklim sistemi boyunca derin ve yaygın değişiklikler sürüyor. Bu değişiklikler, küresel ortalama sıcaklıklar, daha sık ve şiddetli hava olayları, buz tabakaları ve buz tabakaları ve buzulları, dünya çapında ekosistemlere yönelik kesintiler içeriyor.

Yükselen Sıcaklıklar ve Aşırı Hava

Küresel yüzey sıcaklıkları, endüstri öncesi düzeylerde yaklaşık 1.1°C yükseldi, arazi alanları okyanuslardan daha hızlı ısıtılır ve tropikal bölgelerden daha hızlı ısıtılır. ek enerji, hidrolojik döngüyü güçlendiriyor, bazı alanlarda daha ağır yağışlara yol açıyor ve daha şiddetli kuraklıklar ortaya çıkıyor.

Heatwaves sıcak ve daha uzun bir hale geliyor ve bu değişikliklerin insan kaynaklı radiative zorlamaya büyük ölçüde bağlı olduğuna dair yüksek güven ilerildi.

Sea-Level Rise ve Ekosystem Disruption

Deniz seviyesindeki artış öncelikle iki işlem tarafından yönlendirilir: Son yıllarda yapılan hızlarda, kıyı topluluklarının buzulları ve buz tabakaları gibi ısıtılması. 1993 yılından bu yana, küresel olarak deniz seviyesinin ortalama olarak 3,3 milimetreye kadar yükseldiği anlamına gelir.

Okyanus asitliği, atmosferik CO2 artışının başka bir sonucu, tüm deniz türlerinin yaklaşık dörtte birini destekleyen ve balık korumaları gibi kritik ekosistem hizmetlerinin sağlanmasıdır.

Imbalance'ı Mitigating: Steps to Stability

Dünya enerji dengesini geri almak, sera gazı emisyonlarını azaltmak için net pozitif radiative zorlamayı önemli ölçüde azaltmaktadır. Güneş, rüzgar, hidroelektrik ve jeotermal enerji bu çabaya merkezidir ve küresel olarak hızlanır.

Doğal karbon bataklığı eşit derecede önemlidir. Ormanları korumak ve sürdürülebilir bir şekilde yönetmek, ıslak alanları güçlendirmek, rejeneratif tarım uygulamaları benimsemek ve en yüksek dereceli toprakların yeniden seçilmesi, atmosferik CO2'nin sequestrasyonunu artırmak, emisyonları dengelemek için yardımcı olmak.

Uluslararası anlaşmalar:0)Paris Anlaşması[Dönetici: 0,2 ve geçmiş emisyonlar nedeniyle, bazı ek ısınma kaçınılmaz, endüstriyel düzeydeki önlemlere uyum sağlamak. Bu hedeflerin birleştirilmesi, yaklaşık 2050 yılına kadar net-zero CO2 emisyonlarını sınırlandırmayı hedefliyor.

Adaptasyon stratejileri, aşırı havaya dayanacak, kuraklıkya dayanıklı ve ısıya dayanıklı ürünler üretmek, restorasyon ve sürdürülebilir yönetim yoluyla kıyı ekosistemlerini korumak ve su kaynakları yönetimi geliştirmek için esnek altyapıyı içerir. mitigation and adaptasyon çabaları, dengesiz bir enerji bütçesi tarafından ortaya çıkan riskleri yönetmek ve gelecekte insan ve doğal sistemleri sürdürmek için kritiktir.