CO 2含量的变化将如何影响大气从地面吸收热量VIP免费

在地球两极附近的古老冰原中，积雪的致密层中夹杂着微小的气泡，提供了过去多年以来自然形成的空气档案，但这种档案不易阅读。四十年前，冰川学家罗伯特·德尔马斯（RobertDelmas）及其同事开发了一种可靠地测量气泡1中二氧化碳含量的技术。他们的工作为现代测量铺平了道路，表明大气中的CO2水平已经与地球的温度联系了数十万年。到19世纪末，瑞典科学家SvanteArrhenius对地球冰河时代的成因产生了兴趣。通过计算，他估计了CO2含量的变化将如何影响大气从地面吸收热量的能力，而不是让其逸出太空。他认为，冰川期温度较低是由于这种吸收的减少2。这种温室理论是詹姆斯·克罗尔（JamesCroll）支持的理论的替代方法，后者提出3认为，冰川周期是由于地球轨道的变化而产生的，而这种变化又被自然反馈（如积雪的变化）放大了。另一位科学家MilutinMilankovitch4通过观察地球运动的细微变化以及不同纬度下日照（入射阳光）的变化来完善了这个想法。他的轨道理论得到了海洋沉积物记录5的支持，这些沉积物的周期性类似于地球的轨道参数。因此，轨道理论被推广为冰河时代的起搏器，其各种反馈回路放大了日照的微小变化。在1960年代，从冰川深处钻出的冰芯中的空气夹杂物（图1）引起了人们对古代大气自然样本的兴趣。用时间6的研究人“员的话说：如果发现CO2浓度随时间变化，那么人们就有”办法测试众所周知的温室气体气候变化理论。曾在1960年代和1970年代进行过尝试，以通过融化冰样提取的气体“”（湿提取）获得可靠的大气CO2记录。但是结果表明，无法解释的高浓度CO2有时是当今大气的十倍，并且散布在令人费解的各种值上。这个难题的答案来自对极地冰化学的研究。在法国格勒诺布尔，德尔马斯（Delmas）正在研究酸雨，该酸雨正在摧毁北欧森林。他和他的学生MichelLegrand和Jean-MarcAscencio怀疑可能负责格陵兰岛的冰中记录了工业硫排放，因此开发了一种测量冰酸度的技术7，该技术对杂质异常敏感并避免了环境偏差。大气CO2。他们发现，即使没有火山活动或人类活动，冰中仍浮有浮游生物排放的含硫化合物产生的硫酸。如果冰样品中含有碳尘，融化冰会使背景酸与碳酸盐反应。他们认为，这可能会在冰芯气泡分析中产生额外的CO2并混淆CO2的测量结果。为了验证他们的想法，Delmas及其同事建立了一种避免冰融化的干式提取系统-–而是将冰在真空中于40°C的容器中压碎。他们分析了来自两个南极冰芯（DomeC和D10）的选定样本，这些冰芯中碳酸盐含量很少。对于过去10,000年的冰，他们发现CO2的水平可与当时的大气值相媲美（约300百万分之一；ppm），并且具有良好的可重复性。对于大约20,000年前的最后一个冰川期沉积的冰，其含量要低得多，约为190ppm（图2a），从而证实了阿雷尼乌斯的预测。在大约Delmas等人的时间。一个瑞士小组开展了他们的工作，使用精炼版的湿法提取技术分析了冰芯，还提出8，在上一个冰川期CO2的水平被消耗掉了。但是干法技术由于其更高的可靠性和准确性而被广泛采用。因此，Delmas和同事的论文为当今更广泛的气候和CO2浓度比较铺平了道路。1987年，对距南极沃斯托克站点2公里深的冰芯进行了干式分析，这是一个里程碑。这提供了160,000年9和11的温度和CO2记录，描绘了一个完整的气候周期，其中CO2的水平从温暖时期的290ppm到寒冷时期的190ppm变化，并与温度相关。在随后的几十年中，从扩展的Vostok记录12到400,000年的时间里，证明了气候与CO2的相关性，然后从另一个南极站点EPICADomeC钻的冰回溯了800,000年13（图2b）。。因此，德尔马斯（Delmas）及其同事在几万年的开拓性工作中引发了研究，现在我们可以准确地记录数十年来冰河间气候循环中大气中CO2含量波动的情况。这种紧密的联系证明了过去80万年来气候与碳循环之间的紧密联系，并激发了气候科学家将其视为同一全球系统的一部分。“”对冰芯气泡的干式采样已有四十年的历史，这有助于我们对冰川-冰间循环的演替进行当前的了解。这些周期位于阿伦尼乌斯（Arrhenius）和克罗尔（Croll）最初提出的建议之间，被视为轨道变化和温室气体的综合影响，并被一系列自然反馈所放大。由地球轨道和轴向振荡（Milankovitch周期）驱动的...