氣候反饋機制

氣候系統中一個分量受另一個分量的影響而變化,這種變化反過來又影響這一個分量的過程。

描述

氣候系統是大氣圈、水圈、冰雪圈、岩石圈和生物圈這五大圈相互作用相互影響的整體。氣候系統內部的一種因素的變化可能引起其他因素的一系列變化,從而導致氣候變化,氣候變化也會對這種因素的變化產生作用,這就是氣候系統各種因素之間相互作用,這種作用叫反饋機制。氣候系統中的反饋機制對氣候變化具有十分重要的意義。

類型

設兩個子系統組成的系統,前一個系統的輸出增量會加強後一個系統的輸出增量,後一個系統的輸出增量又進一步引發前一個系統的輸出增量增加,這樣循環往復,使整個系統不斷偏離穩定狀態,這兩種子系統的相互作用稱為正反饋機制。反之,若前一個系統的輸出增量抑制了後一個系統的輸出增量,後一個系統的輸出增量使前一個系統的輸出增量又進一步降低,這兩種子系統的相互作用稱為負反饋機制。

正反饋機制使氣候系統變得不穩定,負反饋機制使氣候系統出現異常時,重新調整到相對穩定的狀態。氣候的不穩定性是由氣候系統內部的正反饋機制控制的,氣候的穩定性是由氣候系統內部的負反饋機制調節的 。

常見實例

氣候反饋機制的常見例子有 :

(1)大氣的溫度反饋:溫度會使蒸發加強,導致大氣中水汽量增加,大氣中水汽含量改變後,大氣溫度結構將發生變化,這種對地表溫度的反饋是負的。

(2)冰雪反照率的反饋:具有低反照率的海面(反照率為0.1)或陸面(反照率為0.3)被高反照率的海冰(反照率大於等於0.6)覆蓋後,地表所吸收的太陽輻射將不到原來的50%,導致地表進一步降溫,這是冰雪面-反照率-溫度正反饋過程。

(3)雲反饋:雲的反饋作用包括雲對輻射有強烈的吸收、反射或放射。具體有兩方面作用:一是雲對太陽可以產生反射作用,入射到雲面的一部分太陽輻射反射回太空,減少氣候系統的能量獲得,具有降溫作用;二是雲能吸收雲下地表和大氣放射的長波輻射,減少地面向空間的熱量損失,具有使雲下層溫度增加的作用。雲的兩方面反饋作用具有相反的作用,最終是哪種作用占主導,取決於雲的類型等方面。

(4)海洋反饋:海洋的反饋作用有三方面,一是溫度變化,海洋通過蒸發可以影響大氣中水汽含量;二是由於海洋的熱容量很大,海洋對大氣變化的速度起控制和調節作用;三是海洋環流可以輸送熱量,使熱量在整個氣候系統中重新分配。

(5)陸面反饋:陸面吸收的淨輻射(淨的太陽輻射與長波輻射之和),主要通過感熱和潛熱(蒸發、蒸散)通量又釋放回大氣,可以直接影響地區性氣溫和濕度,進而影響氣候系統的其他變數。

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