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Science:大气中的氧浓度可能对以往的气候有影响

摘要 : 据Christopher Poulsen和同事所做的新的计算显示,大气中氧气百分比的变动可能在过去的5亿年中一直影响着气候。由于氧气并非像二氧化碳这样的温室气体,因此在以往气候变化的研究中通常没有将其纳入考虑。

 据Christopher Poulsen和同事所做的新的计算显示,大气中氧气百分比的变动可能在过去的5亿年中一直影响着气候。由于氧气并非像二氧化碳这样的温室气体,因此在以往气候变化的研究中通常没有将其纳入考虑。但在过去的5亿年间,大气中氧气的比例一直在10%至35%间变动,因此Poulsen和同事研发了一个模型来证明这些波动可能会影响气候。一般来说,氧气的百分比会影响大气的质量与密度,而这转而会影响大气如何吸收和消散入射的太阳辐射。研究人员指出,当氧气浓度偏低时,大气密度会下降,其所致的太阳辐射消散的变化会导致温度和降雨的增加。他们将其模型应用于来自森诺曼时期(大约1亿至9400万年前)的数据;该时期是过去1亿年中最暖和的时期之一,它也是大气中氧浓度很低的时候。通过纳入氧气对气候影响的考量,研究人员的模型能比仅用二氧化碳数据的模型更协调地预测森诺曼时期的气温。Daniel Peppe 和 Dana Royer 在一则相关的《视角》文章中对这些结果进行了讨论。

原文链接:

Long-term climate forcing by atmospheric oxygen concentrations

原文摘要:

The percentage of oxygen in Earth’s atmosphere varied between 10% and 35% throughout the Phanerozoic. These changes have been linked to the evolution, radiation, and size of animals but have not been considered to affect climate. We conducted simulations showing that modulation of the partial pressure of oxygen (pO2), as a result of its contribution to atmospheric mass and density, influences the optical depth of the atmosphere. Under low pO2 and a reduced-density atmosphere, shortwave scattering by air molecules and clouds is less frequent, leading to a substantial increase in surface shortwave forcing. Through feedbacks involving latent heat fluxes to the atmosphere and marine stratus clouds, surface shortwave forcing drives increases in atmospheric water vapor and global precipitation, enhances greenhouse forcing, and raises global surface temperature. Our results implicate pO2 as an important factor in climate forcing throughout geologic time.

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