最近,《自然-地球科學》上發表的一項研究令眾多媒體爭相報道:如果溫室氣體排放持續增加,雲將在一個世紀後完全消失,進而令地球氣溫再上升 8 攝氏度。但是第二天,《科學》官網就發表了一篇評論文章,對這一觀點提出質疑。
撰文 Fax Caelestis
編輯 戚譯引
雲層就像是地球的遮陽傘,它能夠反射大量的陽光,減少抵達地球的熱量。但是最近,《自然-地球科學》(Nature Geoscience)上發表了一篇論文,聲稱若二氧化碳排放量持續增加,那麼再過大約一個世紀,地球上的雲將完全消失,進而在溫室效應的基礎上再將全球氣溫提升 8 攝氏度。
這篇文章描述的場景簡直比所有災難片都可怕,發表之後引起了多家媒體的關注。然而接下來,《科學》(Science)的新聞團隊採訪了多位相關領域專家,毫不留情地反駁了這篇論文。
悄悄影響氣候的雲
在針對全球氣候的計算機模擬計算中,超級計算機能處理的最小網格單元(grid cell)尺寸是 100 千米 x100 千米,但是雲的長寬通常只有幾千米,因此無法被納入模型當中進行精確計算。不過,關於雲層對地球氣候的影響,古生物學可以給我們一些啟發。
1987 年,古海洋學家詹姆斯·肯尼特(James Kennett)在南極洲的威德爾海(Weddell Sea)採集化石樣本,發現大約在 5600 萬年前,化石中浮游生物的含量從 60 種暴跌至 17 種,其中的碳氧同位素組成也發生了巨大的變化。到 1992 年,古生物學家菲利普-金格里奇(Phil Gingerich )和同事們報告,在一種化石的牙齒中發現了同樣的同位素變化,並且這種變化說明當時空氣中二氧化碳含量很高。
這種現象後來被命名為古新世-始新世極熱事件(PETM)。這個時期溫度的上升比任何理論模型所計算出的數值都要高出許多,即便往模型中加入諸如地形學、洋流、植被等多種因素,也無法填補巨大的誤差。普渡大學的古氣候學家馬特·胡貝爾(Matt Huber)認為,其中的關鍵原因就出在雲身上。
雲是水蒸氣在高空冷卻而成的,這是大多數人的印象。然而,構成雲的顆粒——雲滴(cloud droplets)受到熱、蒸發、湍流、輻射、風、地理和無數其他因素的影響,分為不規則形狀的冰滴(ice droplets)和球形的水滴(water droplets),由水滴構成的雲比冰滴構成的更厚。儘管雲也會吸收熱量,但是雲對氣候的主要影響主要是反射陽光,而水滴構成的雲比冰滴反射更多陽光。