研究人员认为，全球变暖急剧加剧主要是由于行星反照率降低

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2023年创下多项令人震惊的新纪录。全球平均气温也比工业化前水平上升了近1.5摄氏度，再次创下纪录。
寻找海平面突然上升的原因对研究人员来说是一项挑战。毕竟，人类活动的影响（例如大气中温室气体的积累、厄尔尼诺现象以及火山爆发等自然事件）是造成海平面上升的主要原因。
但这样做仍然留下了大约 0.2 摄氏度的差距，这一点从未得到令人满意的解释。
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阿尔弗雷德·韦格纳研究所领导的研究小组提出了全球平均气温上升的一个可能解释：由于某些类型的云减少，我们的星球反射率下降了。这项研究发表在《科学》杂志上。
“除了厄尔尼诺现象的影响和人类活动产生的温室气体预计的长期变暖之外，人们已经讨论了其他几个因素，这些因素可能导致 2023 年以来全球平均气温出人意料地高，”Helge Goessling 博士说，包括太阳活动增加、火山爆发产生的大量水蒸气或大气中的气溶胶颗粒减少。但如果将所有这些因素结合起来，仍然有 0.2 摄氏度的升温，但没有明显的原因。
亥姆霍兹极地和海洋研究中心（AWI）阿尔弗雷德·韦格纳研究所的 Goessling 博士是这项研究的主要作者。
格斯林说：“2023 年 0.2 摄氏度的‘解释差距’是目前气候研究中最激烈的问题之一。”
为了缩小这一差距，AWI 和欧洲中期天气预报中心 (ECMWF) 的气候模型专家仔细研究了NASA 的卫星数据以及 ECMWF 自己的再分析数据，其中一系列观测数据与复杂的天气模型相结合。
在某些情况下，数据可以追溯到 1940 年，可以详细分析全球能量预算和不同高度的云量如何演变。
“引起我们注意的是，在美国宇航局和欧洲中期天气预报中心的数据集中，2023 年都是行星反照率最低的一年，”欧洲中期天气预报中心的合著者托马斯·拉考博士说。
行星反照率描述的是入射太阳辐射在与大气和地球表面相互作用后反射回太空的百分比。
“我们已经观察到近年来的轻微下降。数据显示，到 2023 年，行星反照率可能达到至少自 1940 年以来的最低水平。”这将加剧全球变暖，并可以解释“消失的”0.2 摄氏度。但是什么导致了行星反照率接近创纪录的下降呢？
低空云层减少导致地球反照率降低
自 20 世纪 70 年代以来，地球表面的反照率一直在下降，部分原因是北极积雪和海冰减少，这也意味着反射阳光的白色区域减少。自 2016 年以来，南极海冰减少加剧了这一情况。
“然而，我们对数据集的分析表明，极地地区地表反照率的下降仅占最近行星反照率下降的约 15%”，戈斯林解释道。
其他地方的反照率也显著下降。为了计算反照率降低的潜在影响，研究人员应用了一个已建立的能量预算模型，该模型能够模拟复杂气候模型的温度响应。
他们发现：如果没有 2020 年 12 月以来的反照率降低，2023 年的平均气温将下降约 0.23 摄氏度。
有一种趋势似乎对行星反照率的降低产生了重大影响：北半球中纬度和热带地区低空云层的减少。在这方面，大西洋尤为突出，即 2023 年观测到最不寻常温度记录的地区。
“值得注意的是，北大西洋东部是最近全球平均气温跃升的主要驱动因素之一，其特点是低空云量大幅下降，这不仅在 2023 年如此，而且像几乎所有大西洋地区一样，在过去 10 年中也是如此。” 数据显示，低海拔地区的云量有所下降，而中高海拔地区的云量仅略有下降，甚至有所下降。
造成反照率降低的主要原因是低云而不是高海拔云，这一事实具有重大影响。所有高度的云都会反射阳光，产生冷却效果。但高而冷的大气层中的云也会产生变暖效应，因为它们会将地表散发的热量保留在大气中。
“从本质上讲，它的作用与温室气体相同，”格斯林说。但低云层不会产生同样的效果。“如果低云层较少，我们只会失去冷却效果，使天气变暖。”
但为什么低云变少了呢？大气中人为气溶胶浓度较低，特别是由于对船用燃料的监管更加严格，可能是造成这一现象的一个因素。
作为凝结核，气溶胶在云的形成过程中起着至关重要的作用，同时它们本身也能反射阳光。此外，自然波动和海洋反馈也可能起到一定作用。然而，格斯林认为，仅靠这些因素不太可能就足够，并提出了第三种机制：全球变暖本身正在减少低云的数量。
他强调说：“如果反照率下降的很大一部分确实是由于全球变暖和低云之间的反馈作用造成的，正如一些气候模型所表明的那样，那么我们应该预计未来会出现相当剧烈的变暖。”
“我们可能会看到全球长期气候变暖比目前预期的更快超过 1.5 摄氏度。与《巴黎协定》规定的限制相关的剩余碳预算必须相应减少，而采取措施适应未来极端天气影响的需求将变得更加紧迫。”