28 种潜在太古宙温室气体的辐射强迫
摘要
尽管晚太古宙的太阳辐照度降低，但证据表明当时气候温暖，这可能由更强的温室效应维持，即所谓的“弱年轻太阳悖论”（Faint Young Sun Problem, FYSP）。CO2 和 CH4 通常被认为是这种增强温室效应的主要成分，尽管也有许多其他气体被提出。我们提出了 CO2、CH4 及其他 26 种气体的高精度辐射强迫，采用逐线分辨率进行辐射传输计算，并使用 HITRAN 2012 谱线数据，针对 0.5、1 和 2 bar 的大气 N2 背景压力。若仅靠 CO2 在 28 亿年前（太阳光度为当前的 80%）解决 FYSP，在 0.5 bar 大气 N2 下需要 0.32 bar，在 1 bar 大气 N2 下需要 0.20 bar，或在 2 bar 大气 N2 下需要 0.11 bar。对于 CH4，我们发现由于 HITRAN 数据库的更新，其近红外吸收比此前认为的要强得多。在 0.5、1 或 2 bar 的背景压力下，CH4 的辐射强迫峰值分别为 10.3、9 或 8.3 Wm-2，这可能限制了 CH4 在加热太古宙大气方面的效用。对于其他 26 种 HITRAN 气体，许多气体在浓度为 0.1-1 ppmv 时可获得高达几至 10 Wm-2 的辐射强迫。对于最强的 20 种气体，我们计算了因光谱重叠导致的辐射强迫减弱。我们还列表总结了这些气体的现代源、汇、浓度和寿命，并综述了关于太古宙源和浓度的文献。我们建议将此处提供的强迫值既作为哪些气体可能是良好温室气体的首要参考，也作为验证太古宙辐射强迫计算的标准数据集。
引用
@article{arxiv.1409.1880,
title = {Radiative forcings for 28 potential Archean greenhouse gases},
author = {Brendan Byrne and Colin Goldblatt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.1880},
year = {2014}
}
备注
This is the final version which was accepted for publication in climate of the past. The reference for the discussion version is: Byrne, B. and Goldblatt, C.: Radiative forcings for 28 potential Archean greenhouse gases, Clim. Past Discuss., 10, 2011-2053, doi:10.5194/cpd-10-2011-2014, 2014