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美国一杂志称:大气中氧含量的变化影响地球气候

2015-7-29 8:57:01 来源:中国矿业报

美国Science杂志日前发表了题为《大气氧气浓度造成的长期气候强迫》文章,指出在整个地球历史中,大气中氧气含量的变化显著改变着全球气候,若氧含量下降,会引起大气密度降低,地表水分蒸发加快,继而降水增加,气温回暖。

现今氧气体积大约占地球大气的21%,但在过去的5.41亿年里,地球大气中氧浓度的变化介于10%~35%之间。纵观地球历史,氧含量反复升降,氧分子的缺失将导致大气变薄,入射光无法扩散,直接到达地表。入射光越多,地表水分的蒸发量越大,从而增加湿度。随着湿度的增加,温度也会升高,因为水蒸气是有效的吸热温室气体。但若大气中氧含量增多,则会使大气层加厚,入射的太阳光更加分散,地表水分蒸发量降低,水蒸气吸热减少。

美国密歇根大学和贝勒大学的研究人员采用大气的全球气候模型,定量分析了氧含量变化对气候的影响,来解释大气密度、质量和分子量的变化。模拟主要针对白垩纪中期,当时大气中二氧化碳含量较高,在过去1亿年里温度最高,特别是1.005亿年~9390万年前的塞诺曼期。模拟设定的氧含量变化为5%~35%,模拟结果表明,氧分压的改变会影响大气的光学厚度。氧分压低时,大气密度较低,空气分子和云的短波散射将明显减少,从而导致地表短波强迫大幅增加。大气和海洋层云的潜在热通量反馈表明,地表短波强迫将引起大气中水蒸气和全球降水量的增加,温室气体压迫增强,全球地表升温。

氧气浓度的变化将有助于解释不受二氧化碳含量变化影响的古气候记录,例如两极气温升高、某些时期异常高的降水率,但对目前的气候变化影响却并不显著。虽然氧气对气候的影响在过去未曾得到重视,但大气中氧含量的变化一直以来被认为是塑造了地球的生命历程。例如,数十亿年前,海洋中蓝藻的光合作用释放了大量的氧气,最终为生命的繁衍奠定了基础。□ (王艳茹 编译)

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