近日，一项由迈阿密大学罗森斯蒂尔海洋与大气科学学院牵头的研究，发现了二氧化碳在气候变化中所起作用的一个令人吃惊的新面貌。其发现随着更多二氧化碳被释放到大气中，二氧化碳成为了一种更强的温室气体。该研究2023年11月30日以题“State dependence of CO2 forcing and its implications for climate sensitivity”在线发表于《Science》，这一发现对气候变化的深远影响引起了全世界研究人员及政府部门的广泛关注。

Editor summary：大气中二氧化碳(CO2)浓度的增加对全球平均地表气温的影响可能是恒定的。然而，H. He等人发现情况并非如此。由于气候基态引起的变化，大气二氧化碳浓度增加一倍会使二氧化碳任何增加的影响增加约25%。人为排放的二氧化碳越多，大气中的二氧化碳浓度越高，后果就越严重。—H. Jesse Smith

长期以来，人们一直认为二氧化碳按比例增加在大气中捕获的热量（科学家称之为辐射强迫）是一个常数，不会随着时间的推移而改变。在这项研究中，研究人员使用了最先进的气候模型和其他工具来分析二氧化碳增加对大气上层区域（即平流层）的影响。这项工作是利用耦合模式相互比较项目（CMIP）提供的一套气候模式模拟进行的，该项目提供了一系列由数十个世界上最全面的气候模式进行的协调实验，以支持 IPCC 评估。为了使他们的工作超越气候模型的模拟世界，研究小组还利用高精度辐射传递模型和分析模型进行了大量"离线"辐射通量计算。

研究发现，平流层的冷却导致二氧化碳的后续增加比之前的增加产生了更大的热捕获效应，从而使二氧化碳作为温室气体变得更强。该团队的发现提出了一种引人担忧的反馈机制，即随着更多二氧化碳被释放到大气中，二氧化碳作为温室气体的效力变得更强。之前认为大气二氧化碳浓度的增加对于全球平均地表气温的影响可能是恒定的。然而该研究发现情况并非如此。由于气候基态引起的变化，大气二氧化碳浓度增加一倍会使任何给定的二氧化碳增加量的影响增加约25%。人为排放的二氧化碳越多，大气二氧化碳浓度越高，后果就越严重。

美国国家海洋和大气管理局（NOAA）地球物理流体动力学实验室物理科学家、罗森斯蒂尔学院校友莱恩-克莱默（Ryan Kramer）说："这项新发现表明，辐射强迫并非恒定不变，而是随着气候对二氧化碳增加的反应而变化。"

二氧化碳通过在气候系统中捕获热能导致全球变暖。该研究的第一作者何浩哲在罗森斯蒂尔学院攻读博士学位期间完成了这项研究。他认为："这一新的认识对解读过去和未来的气候变化都有重大意义，并意味着高二氧化碳气候可能比低二氧化碳气候本质上更加敏感"。

这项研究的资深作者、罗森斯蒂尔学院大气科学教授布赖恩-索登（Brian Soden）说："我们的发现意味着，当气候对二氧化碳的增加做出反应时，二氧化碳本身也会成为一种更强的温室气体。这进一步证实，要避免气候变化带来的最严重影响，就必须尽早遏制碳排放。"

原文链接 ↓

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq6872