Säteilypakko

Vuonna klimatologian , säteilypakotetta on rajattu suunnilleen erotus säteilyprosessien vastaanotettua tehoa ja säteilevä lähettämä teho tietyllä lämmitysjärjestelmään. Positiivinen säteilypakko pyrkii lämmittämään järjestelmää (enemmän energiaa vastaanotettua kuin päästettyä), kun taas negatiivinen säteilypakko jäähtyy (enemmän energiaa menetetään kuin vastaanotetaan).

Tämä termi saa hieman erilaisen määritelmän ja on ensiarvoisen tärkeää ilmastonmuutokseen liittyvissä asioissa . Tasaisessa lämpötilassa maapallo lähettää niin paljon energiaa kuin vastaanottaa; ja vähän enemmän tai vähän vähemmän lämpötilan muuttuessa. Maapallon ja avaruuden väliseen energianvaihtoon puuttuu kuitenkin hyvin monia tekijöitä. Kunkin näiden tekijöiden vaikutusten analyysin yksinkertaistamiseksi tutkijat käyttävät säteilevän pakotteen käsitettä mittaamaan yhden näistä tekijöistä taipuvaisuutta pitää aurinkoenergia maapallolla tai palauttaa se maapalloon. Esimerkiksi kasvihuonekaasun positiivinen luku tarkoittaa, että se auttaa lämmittämään ilmakehää heijastamalla infrapunasäteitä takaisin maahan, ja negatiivinen luku aerosoleille tarkoittaa, että nämä hiukkaset estävät auringon säteilyn pääsyn maahan. Maa, auta jäähtymään. Säteilypakotteen soveltaa ilmaston lämpeneminen , siis mittaa rasituksilta tekijä häiritä energiatase maapallon (ks käyttöön IPCC ).

Säteilytasapaino

Maan ilmastoon vaikuttava säteilyenergia on peräisin auringosta . Planeetan maaperä ja sen ilmakehä absorboivat ja heijastavat osan tästä energiasta, kun taas toinen osa palautuu takaisin avaruuteen. Tasapaino absorboidun energian ja säteilevän energian välillä määrää keskilämpötilan. Planeetta on kuumempi kuin se olisi ilman ilmakehää. Hiilidioksidin pitoisuus vaikuttaa ilmakehän energiansaantiin; ensimmäisen kertaluvun likiarvo antaa:

jossa C on CO 2- konsentraatioin miljoonasosina tilavuudesta , ppm (v) tai ppmv, ja C- 0 viittaus pitoisuus, esimerkiksi, 280 ppm (tilavuus) CO 2 -pitoisuus kynnyksellä teollisen ajan. ΔF on säteilyvoiman muutos watteina neliömetriä kohti .

Säteilytasapainoa voidaan muuttaa tekijöillä, kuten aurinkoenergian voimakkuudella, säteiden heijastumisella kaasuissa tai pilvissä, absorboinnilla eri kaasuilla tai pinnoilla ja erilaisten materiaalien lämpöemissiolla. Tällainen muunnos on säteilevä pakotus, joka saa aikaan uuden tasapainon. Käytännössä tätä tapahtuu koko ajan, kun auringon säteet törmäävät pintaan, muodostuu pilviä ja aerosoleja, ilmakehän eri kaasujen pitoisuus vaihtelee ja vuodenajat muuttavat maaperää.

Suhde CO 2ja säteilypakko on logaritminen, joten pitoisuuden lisääntymisellä on yhä pienempi vaikutus. Algoritmiset mallit, kuten IPCC: n käyttämät ja mainitsemat, sisältävät silmukamekanismeja, sekä positiivisia että negatiivisia; nettovaikutus on lisätä lämpötilan nousun vuoksi CO 2vapaamuotoinen kertoimella C / C 0 = 2 useimmissa malleissa, eli AF = 3,71  W / m 2 . Säteilyn pakottamisen ja lämpötilan nousun suhde saadaan ilmastoherkkyyden arvosta .

Määritelmät

IPCC: lle

Termiä säteilypakko käyttää IPCC tarkoittamalla maapallon ilmastojärjestelmän säteilytasapainon häiriötä. Sen määritelmä on asiakirjassa "Ote työryhmän I hyväksymästä raportista, usein kysyttyjä kysymyksiä", s.  107 (UKK 2.1, laatikko 1):

"Mitä on säteilypakottaminen?
Säteilypakko mittaa tiettyjen ilmastoon vaikuttavien tekijöiden vaikutusta yhdistetyn maapallon / ilmakehän energiataseeseen. Termiä "säteilevä" käytetään, koska nämä tekijät muuttavat tasapainoa tulevan aurinkosäteilyn ja ilmakehästä lähtevien infrapunasäteilyjen välillä. Tämä säteilytasapaino säätelee lämpötilaa planeetan pinnalla. Termiä pakottaminen käytetään osoittamaan, että maapallon säteilytasapaino on epävakaa. Säteilyn pakottaminen määritetään yleensä "energiansiirtonopeudeksi maapallon pinta-alayksikköä kohti, mitattuna ilmakehän ylemmissä kerroksissa", ja se ilmaistaan ​​"watteina neliömetriä kohti" ( W / m 2 , katso kuva 2). ). Yhden tai useamman tekijän aiheuttaman säteilyn pakottamisen sanotaan olevan positiivinen, kun se aiheuttaa maapallon / ilmakehän energian lisääntymisen ja siten järjestelmän lämmityksen. Päinvastaisessa tapauksessa säteilyn pakottamisen sanotaan olevan negatiivinen, kun energia vähenee, mikä aiheuttaa järjestelmän jäähtymisen. Klimatologit kohtaavat vaikean ongelman tunnistaa kaikki ilmastoon vaikuttavat tekijät, samoin kuin pakottavat mekanismit, kvantifioida kunkin tekijän säteilypakotus ja arvioida säteilyvoimien summa tekijäryhmälle. "

Tämän käsitteen avulla on helppo kvantifioida useiden tekijöiden vaikutus ilmaston lämpenemiseen. Tilannekuva on kuitenkin olemassa. Esimerkiksi kasvihuonekaasujen (kasvihuonekaasupäästöjen) vaikutusten arvioimiseksi on tarpeen ottaa huomioon sen käyttöikä ilmakehässä. Tätä tekee maapallon lämpenemispotentiaali .

Ranskan puolesta

Virallisessa ympäristösanastossa (sellaisena kuin se on määritelty ranskan kielen rikastuskomissiossa vuonna 2019 ) ilmaisu "säteilevä pakottaminen" ("säteilevä pakottaminen" englanninkielisille) määritellään seuraavasti: "Écart ottaa mukaan planeetan ja infrapunasäteily, jonka se tuottaa ilmastonmuutostekijöiden, kuten kasvihuonekaasupitoisuuksien vaihtelun, vaikutuksesta ” . Komissio lisää, että:

  1. “Säteilypakko lasketaan troposfäärin yläosassa ja ilmaistaan ​​watteina neliömetriä kohti (W / m²). "
  2. ”Positiivinen säteilypakko auttaa lämmittämään planeetan pintaa, kun taas negatiivinen säteilypakko auttaa jäähdyttämään sitä. "

Liitännäistoimenpiteet

Säteilypakottamista käytetään tapana vertailla ilmastojärjestelmän häiriöiden eri syitä. Muut mahdolliset työkalut voidaan suunnitella samaan tarkoitukseen. Esimerkiksi Shine et ai. : ... Viimeaikaiset kokeet osoittavat, että absorboivien aerosolien ja otsonin muutosten osalta säteilyn pakottamisen ennustuskyky on paljon huonompi ... ehdotamme vaihtoehtoista, "säädettyä troposfäärin ja stratosfäärin pakotetta". Esitämme GCM (Global Climate Model) -laskelmia, jotka osoittavat, että tämä työkalu antaa huomattavasti luotettavamman ennusteen tämän mallin pintalämpötilan vaihteluille kuin säteilypakotus. Se on ehdokas suorittamaan säteilypakottaminen työkaluna vertaamaan erilaisia ​​mekanismeja ...

Tässä lainauksessa, kuten kaikissa GCM-mallien johtopäätöksissä, ennustekyky voi olla virheen lähde: se on työkalun kyky selittää mallin vaste, ei mallin kyky ennustaa ilmastonmuutosta.

Huomautuksia ja viitteitä

  1. Myhre et ai., Uudet arviot hyvin sekoittuneista kasvihuonekaasuista johtuvasta säteilyn pakotuksesta , Geophysical Research Letters , osa 25, nro 14, s.  2715 - 2718 , 1998
  2. IPCC, http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4-wg1-faqs-fr.pdf , IPCC, Ote-raporttityöryhmä I, Usein kysytyt kysymykset, usein kysytyt kysymykset 2.1 -ruutu 1
  3. Komissio ranskan kielen rikastamiseksi (2019) ”Ympäristösanasto: ilmasto-hiili” NOR: CTNR1926055K; luettelo 24-9-2019 - JO 24-9-2019; Viite MENJ - MESRI - MC | URL: https://www.education.gouv.fr/pid285/bulletin_officiel.html?cid_bo=146186
  4. Shine et ai., Vaihtoehto säteilevälle pakottamiselle ilmastonmuutosmekanismien suhteellisen merkityksen arvioimiseksi , Geophysical Research Letters , 2003

Ulkoiset linkit