地球的能量失衡，这意味着什么？ _能量

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来自太阳的传入和传出能量之间的平衡被称为地球的能量收支。美国宇航局
您可能还记得您的小学科学老师解释说能量既不能被创造也不能被破坏。这是宇宙的基本属性。
然而，能量是可以转化的。当太阳光线到达地球时，它们会转化为分子的随机运动，你感觉就像热一样。与此同时，地球和大气层正在将辐射送回太空。传入和传出能量之间的平衡被称为地球的“能量收支” 。
我们的气候是由这些能量流决定的。当输入的能量大于输出的能量时，地球就会变暖。
这可以通过几种方式发生，例如当通常将太阳辐射反射回太空的海冰消失而黑暗的海洋吸收能量时。当温室气体在大气中积聚并捕获一些原本会辐射掉的能量时，也会发生这种情况。
自 1980 年代以来，像我这样的科学家一直在使用卫星、空中和海洋以及地面上的仪器测量地球的能量收支。当联合国政府间气候变化专门委员会于8 月 9 日发布报告时，您将听到更多关于这些测量值和地球能源预算的信息。
但在那之前，让我们仔细看看能量是如何流动的，以及能量预算告诉我们地球如何以及为什么变暖
。

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【地球的能量失衡，这意味着什么？】地球的能量收支描述了从太阳到达地球的辐射能量与从地球流回太空的能量之间的平衡。
美国宇航局
平衡来自太阳的能量
实际上，地球气候系统中的所有能量都来自太阳。只有一小部分从地球内部向上传导。
平均而言，地球每平方米接收 340.4 瓦的阳光。所有的阳光都落在白天，当地中午的数字要高得多。
其中每平方米 340.4 瓦：
99.9 瓦被云、灰尘、雪和地球表面反射回太空。
剩下的 240.5 瓦被吸收——大约四分之一被大气吸收，其余被地球表面吸收。这种辐射在地球系统内转化为热能。几乎所有这些吸收的能量都与发射回太空的能量相匹配。随着全球变暖，每平方米 0.6 瓦特的微小残留物会累积。这听起来可能不多，但它加起来。
大气吸收大量能量并将其作为辐射发射到太空并返回到行星表面。事实上，地球表面从大气中获得的辐射几乎是阳光直射的两倍。这主要是因为太阳仅在白天加热地表，而温暖的大气则是 24/7 。
从太阳和大气到达地球表面的总能量约为每平方米 504 瓦。地球表面会散发出其中的 79% 。剩余的表面能量用于蒸发水并使空气、海洋和陆地变暖。
入射阳光和出射红外线之间的微小残留物是由于空气中二氧化碳等温室气体的积累造成的。这些气体对阳光透明，但对红外线不透明——它们吸收并发射大量红外线。
地球表面温度必须相应增加，直到传入和传出辐射之间的平衡恢复。
这对全球气温意味着什么？
二氧化碳加倍会使地球每平方米增加3.7 瓦的热量。想象一下，老式的白炽夜灯在整个世界上每 3 英尺（0.9 米）间隔开，永远亮着。
按照目前的排放速度，到本世纪中叶，温室气体水平将是工业化前水平的两倍。
气候科学家计算出，向世界增加这么多热量将使地球气候变暖约 5 华氏度（3 摄氏度）。防止这种情况需要用其他形式的能源代替化石燃料燃烧，这是温室气体排放的主要来源。