最近,《自然-地球科学》上发表的一项研究令众多媒体争相报道:如果温室气体排放持续增加,云将在一个世纪后完全消失,进而令地球气温再上升 8 摄氏度。但是第二天,《科学》官网就发表了一篇评论文章,对这一观点提出质疑。
撰文 Fax Caelestis
编辑 戚译引
云层就像是地球的遮阳伞,它能够反射大量的阳光,减少抵达地球的热量。但是最近,《自然-地球科学》(Nature Geoscience)上发表了一篇论文,声称若二氧化碳排放量持续增加,那么再过大约一个世纪,地球上的云将完全消失,进而在温室效应的基础上再将全球气温提升 8 摄氏度。
这篇文章描述的场景简直比所有灾难片都可怕,发表之后引起了多家媒体的关注。然而接下来,《科学》(Science)的新闻团队采访了多位相关领域专家,毫不留情地反驳了这篇论文。
悄悄影响气候的云
在针对全球气候的计算机模拟计算中,超级计算机能处理的最小网格单元(grid cell)尺寸是 100 千米 x100 千米,但是云的长宽通常只有几千米,因此无法被纳入模型当中进行精确计算。不过,关于云层对地球气候的影响,古生物学可以给我们一些启发。
1987 年,古海洋学家詹姆斯·肯尼特(James Kennett)在南极洲的威德尔海(Weddell Sea)采集化石样本,发现大约在 5600 万年前,化石中浮游生物的含量从 60 种暴跌至 17 种,其中的碳氧同位素组成也发生了巨大的变化。到 1992 年,古生物学家菲利普-金格里奇(Phil Gingerich )和同事们报告,在一种化石的牙齿中发现了同样的同位素变化,并且这种变化说明当时空气中二氧化碳含量很高。
这种现象后来被命名为古新世-始新世极热事件(PETM)。这个时期温度的上升比任何理论模型所计算出的数值都要高出许多,即便往模型中加入诸如地形学、洋流、植被等多种因素,也无法填补巨大的误差。普渡大学的古气候学家马特·胡贝尔(Matt Huber)认为,其中的关键原因就出在云身上。
云是水蒸气在高空冷却而成的,这是大多数人的印象。然而,构成云的颗粒——云滴(cloud droplets)受到热、蒸发、湍流、辐射、风、地理和无数其他因素的影响,分为不规则形状的冰滴(ice droplets)和球形的水滴(water droplets),由水滴构成的云比冰滴构成的更厚。尽管云也会吸收热量,但是云对气候的主要影响主要是反射阳光,而水滴构成的云比冰滴反射更多阳光。