根据加州大学洛杉矶分校领导的一项发表在《美国国家科学院院刊》上的研究，至少自1986年以来，人类驱动的气候变化已经导致平流层的温度大幅下降。
作者报告说，平流层持续变冷证明地球表面和低层大气的变暖不是自然现象。
特别是，这项研究证实了人类活动对整体气候的影响:平流层的温度变化是自然造成的12到15倍。
“这是我在30年的大气研究中看到的人类对气候系统影响最明显的证据，”该研究的主要作者本杰明·桑特(Benjamin Santer)说，他是加州大学洛杉矶分校区域地球系统科学与工程联合研究所和伍兹霍尔海洋研究所的气候科学家。
这项研究是由加州大学洛杉矶分校和世界上其他几所大学和研究所的研究人员进行的，是第一个在平流层中高层寻找人类引起的气候变化模式的研究。这些大气层大约在地球表面以上15至31英里(约25至50公里)处，位于大多数天气活动发生的海拔高度之上。桑特说，像El Ni?o或La Ni?a这样的高海拔自然现象的影响相对较小，这使得人们更容易将人类影响的作用隔离开来。
自19世纪80年代末以来，人类驱动的气候变化已经导致地球表面升温1.1摄氏度。(《巴黎气候协定》设定了升温不超过1.5摄氏度的目标，以避免最危险的气候后果。)
此前的研究预测，由于二氧化碳在对流层(大气的最底层)吸收热量，对流层上方的平流层会降温。最近卫星数据和计算机模型模拟的改进使研究人员能够在平流层中上层寻找预测的冷却模式，并了解它如何影响识别人类对气候影响的努力。
从1986年到2022年，地球大气高层的温度下降(从左上角开始，蓝色阴影)，而最接近地球表面的大气层的温度上升(下一行，红色阴影)。
新的研究表明，从1986年到2022年，人类产生的温室气体导致地球表面和对流层变暖，也导致全球平流层中高层平均降温约1.8至2.2摄氏度。相比之下，同期由自然变化引起的全球平均平流层温度变化不超过0.15摄氏度。
桑特说:“除了人类的影响，太阳的自然变化、火山爆发和厄尔Ni?o和厄尔Ni?a等现象引起的波动也会影响地球的气候。”“每个人为因素和自然因素都会在大气中留下可识别的指纹。
“我们研究了自然因素是否能够合理地解释对流层变暖和平流层变冷的独特观测模式。他们不能。”
桑特说，这些发现是对将气候变化归咎于自然因素的虚假信息的直接反驳。
他说:“全世界数百名研究人员已经表明，陆地、海洋和大气中的气候变化与自然变化不一致。”
当桑特开始研究“垂直指纹”时——探测人类对大气温度的影响——卫星数据和计算机模拟还不能可靠地测量15英里(25公里)以上的温度，这只是平流层的一部分。
包括臭氧层在内的平流层下层经历了人类对臭氧层造成破坏及其后来恢复的温度变化。臭氧的变化使得仅仅破译二氧化碳的影响变得困难。
桑特说，测量平流层中部和上部的人类影响比测量平流层下部的垂直指纹清晰五倍。这一发现证实了诺贝尔奖得主物理学家真部雄郎(Syukuro Manabe)和气象学家理查德·韦瑟拉德(Richard Wetherald)在1967年发表的一篇具有里程碑意义的论文中的预测，即人类活动导致二氧化碳增加的最强烈迹象将出现在平流层的中高层。
桑特说:“这项工作在智力上是令人满意的，因为我30年来一直想探索这部分大气。”“但人类正在从根本上改变地球大气的热结构，认识到这一点并不令人高兴。”
该研究的其他作者来自科罗拉多州立大学、劳伦斯利弗莫尔国家实验室、麻省理工学院、南京信息科学与工程大学、NOAA/NESDIS卫星应用与研究中心、加州圣罗莎遥感系统、东安格利亚大学和华盛顿大学。
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