اجبار تابشی

در اقلیم‌شناسی اجبار تابشی یا واداشت تابشی اقلیمی (آب‌و هوایی)؛ ()، تفاوت بین تابش خورشیدیِ (نور خورشیدِ) جذبِ زمین شده، و آن مقدار انرژی که از زمین به فضا تابیده می‌شود است. توانایی‌های نفوذی که سبب ایجاد تغییر در سیستم آب و هوایی زمین شوند و تعادل تابشی زمین را دگرگون کنند و باعث افزایش یا افت دما شوند، اجبارهای تابشی یا اقلیمی نامیده می‌شوند. واداشت تابشی مثبت به این معنی است که زمین انرژی بیشتری از تابش خورشید؛ بیش از تابشی که خود به فضای بیرون می‌فرستد، دریافت می‌کند. در این داد و ستد تابشی، سود خالص انرژی بر گرما خواهد افزود. برعکس، مفهوم واداشت تابشی منفی این است که زمین انرژی تابشی بیشتری را؛ بیش از آنچه که از خورشید دریافت کند، به فضا بفرستد که این باعث ایجاد سرما می‌شود.

به‌طور معمول، اجبار تابشی در تروپوپاز، و/یا در بالای جو؛ (که معمولاً تنظیم‌کنندهٔ سریع دما شناخته می‌شود)، در یکای وات در هر متر مربع از سطح زمین اندازه‌گیری می‌شود. اجبار تابشی مثبت (انرژی ورودی بیش از انرژی خروجی) سیستم را گرم می‌کند، در حالی که اجبار تابشی منفی (انرژی خروجی بیش از انرژی دریافتی) آن را خنک می‌کند. علل ایجاد این اجبار شامل تغییر در تابش خورشید، تغییر در غلظت گازهای فعال در مسیر تابش، (معمولاً به عنوان گازهای گلخانه‌ای)، و ذرات معلق در هوا شناخته می‌شود.

توازن تابش 

تقریباً تمام انرژی تأثیرگذار بر آب و هوای زمین به صورت انرژی تابشی از خورشید دریافت می‌شود. این سیاره و جو آن مقداری از انرژی را جذب کرده و بخشی از آن را بازمی‌تابد، انرژی موج‌های بلند با آن‌که به فضا بازتاب داده می‌شوند در برخورد با اتمسفر دوباره به زمین برگردانده می‌شوند. تعادل بین انرژی جذب شده و تابش شده، میانگین دمای جهانی را تعیین می‌کند. از آن‌جا که جو بخشی از انرژی بازتابی پرتو موج بلند را نیز دوباره جذب می‌کند، گرمای سیاره گرمتر از آن است که در صورت نداشتن جو باشد: اثر گلخانه‌ای را ببینید.

تعادل تابش با عواملی مانند شدت انرژی خورشیدی، درجهٔ بازتابندگی ابرها یا گازها، جذب توسط گازهای مختلف گلخانه‌ای یا سطح رسانش گرمایی انتشار گرما توسط مواد مختلف تغییر می‌یابد. هرگونه تغییر، یک تغییر در هم‌ترازی نیروی تابشی است و تعادل را تغییر می‌دهد. این امر به‌طور مداوم اتفاق می‌افتد که نور خورشید به سطح، ابرها و ذرات معلق در هوا شکل می‌گیرد، غلظت گازهای جوی تغییر می‌کند و فصل‌ها پوشش سطح زمین را تغییر می‌دهند.

کاربرد در IPCC 

گزارش هیئت بین‌دولتی تغییر اقلیم (IPCC) AR4 اجبارهای تابشی را این‌گونه تعریف می‌کند:

"اجبار تابشی اندازه‌گیری تأثیر یک عامل در تغییر تعادل انرژی ورودی و خروجی در سیستم اتمسفری زمین است و شاخصی از اهمیت این عامل به عنوان یک مکانیسم بالقوه تغییر آب و هوا است. در این گزارش مقدارهای اجبار تابشی برای تغییرات نسبت به شرایط پیش تولیدی تعریف شده در سال ۱۷۵۰ هستند و در یکای وات در هر متر مربع (W / M2) بیان شده‌اند. "

به زبان ساده، نیروی تابشی «... میزان تغییر انرژی در واحد سطح کره زمین است که در بالای جو اندازه‌گیری می‌شود.». در متن تغییرات آب و هوایی، اصطلاح «اجبار» محدود به تغییر در تعادل تابش سیستم سطح troposphere سطح توسط عوامل خارجی، بدون تغییر در پویایی استراتوسفر، بدون بازخورد سطح و tropospheric در عمل (به عنوان مثال، هیچ اثر ثانویه ناشی از تغییر در حرکات tropospheric یا حالت ترمودینامیکی آن)، و هیچ تغییری در میزان و توزیع آب جو (بخار، مایع و جامد) ایجاد نشده‌است.

پیشینه 
جدول زیر (برگرفته از مدل‌های انتقال تابش جوی) تغییرات اجبار تابشی بین سال‌های ۱۹۷۹ و ۲۰۱۶ را نشان می‌دهد. جدول شامل سهم در تابش ناپذیر از دی‌اکسید کربن (CO) است
 ، متان (CH
 اکسید نیتروژن (N
2O)؛ کلروفلوئوروکربن‌ها (CFC) 12 و ۱۱؛ و پانزده گاز کوچک دیگر، طولانی مدت، هالوژنه. این جدول شامل سهم در ایجاد تابش از گازهای گلخانه‌ای طولانی مدت است. این نیروها شامل نیروی هوایی دیگر و تغییر در فعالیت‌های خورشیدی نمی‌شود

این جدول نشان می‌دهد که  بر کل جریان اجبار تسلط دارد، در حالی که متان و کلروفلوئوروکربن‌ها (CFC) در مقایسه سهم نسبتاً کمتری در کل اجبار در طول زمان دارند. بنزین گلخانه‌ای از سال ۱۷۵۰ افزایش می‌یابد. ۴٪ باقیمانده توسط ۱۵ گاز جزئی هالوژن شده کمک می‌کند.

می‌توان شاهد آن بود که مجموع اجبار برای سال ۲۰۱۶، 3.027 W m−2,، همراه با مقدار معمول پذیرفته شده پارامتر حساسیت به آب و هوا λ, 0.8 K /(W m−2),، منجر به افزایش دمای جهانی 2.4 K می‌شود؛ که این، بسیار بیشتر از افزایش مشاهده شده، حدود ۱٫۲ کیلوگرم است بخشی از این اختلاف به دلیل با تأخیر بودن تغییر در دمای جهانی است که وجود دارد
تا با اجبار تابشی به حالت پایدار برسد. باقی‌ماندهٔ این تفاوت به دلیل وجود ذرات معلق با اجبار تابشی منفی در هوا است [مرجع دایره ای] و / یا حساسیت به آب و هوا کمتر از مقدار معمول پذیرفته شده یا ترکیبی از آن است.

این جدول همچنین حاوی «فهرست سالانه گازهای گلخانه‌ای» (AGGI) است که به عنوان نسبت کل تابش مستقیم اجبار ناشی گازهای گلخانه‌ای طولانی مدت برای هر سال که برای آن اندازه‌گیری‌های جهانی کافی با آنچه در سال ۱۹۹۰ وجود داشت، تعریف شده‌است. سال ۱۹۹۰ به این دلیل انتخاب شد که این سال پایهٔ اولیه پیمان کیوتو است. این شاخص اندازه‌گیری از تغییرات سالانه در شرایطی است که بر انتشار و جذب دی‌اکسید کربن، منابع و غرق اکسید متان و نیتروژن تأثیر می‌گذارد، کاهش در وفور جوی مواد شیمیایی کاهش ازون مربوط به پیمان مونترال است؛ و افزایش جایگزین‌های آن‌ها (CFC هیدروژنه (HCFCs) و هیدرو فلوروکربن‌ها (HFC)) بیشتر این افزایش مربوط به CO است
۲. برای سال ۲۰۱۳، AGGI 1.34 بود (که نشان دهندهٔ افزایش کل نیروی تابش مستقیم ۳۴٪ از سال ۱۹۹۰). افزایش CO
۲ مجبور کردن مجرد از سال ۱۹۹۰ حدود ۴۶٪ بود. کاهش CFC به‌طور قابل ملاحظه‌ای باعث افزایش اجبار تابشی خالص شد.

جدول جایگزینی دیگری برای استفاده در مقایسه‌های مدل آب‌وهوایی تهیه شده‌است که تحت نظارت IPCC انجام می‌شود و شامل کلیه نیروها، نه فقط گازهای گلخانه‌ای، در http://www.climatechange2013.org/images/report/WG1AR5_AIISM_Datafiles.xlsxociation]. در دسترس است.

جستارهای وابسته 
 گرمای زاید
 سولفات

منابع

پیوند به بیرون 
 IPCC glossary
 CO2: The Thermostat that Controls Earth's Temperature  by ناسا's مؤسسه مطالعات فضایی گادرد،  October, 2010, Forcing vs. Feedbacks
 هیئت بین‌دولتی تغییر اقلیم’s Fourth Assessment Report (2007), Chapter 2, "Changes in Atmospheric Constituents and Radiative Forcing," pp. 133–134 (PDF, 8.6 MB, 106 pp.).
 سازمان حفاظت از محیط زیست ایالات متحده آمریکا (2009), Climate Change – Science. Explanation of climate change topics including radiative forcing.
 United States National Research Council (2005), Radiative Forcing of Climate Change: Expanding the Concept and Addressing Uncertainties, Board on Atmospheric Sciences and Climate
Small volcanoes add up to cooler climate; Airborne particles help explain why temperatures rose less last decade  August 13, 2011; Vol.180 #4 (p. 5) Science News
NASA: The Atmosphere’s Energy Budget
Energy balance: the simplest climate model
Explore Mann's climate projections from Scientific American

اجبار اقلیمی
تابش جوی