- 首先提出的問(wèn)題要有亮點(diǎn)
最近爱榔,《自然-地球科學(xué)》(Nature Geoscience)上發(fā)表了一篇論文挟伙,聲稱若二氧化碳排放量持續(xù)增加,那么再過(guò)大約一個(gè)世紀(jì)荐开,地球上的云將完全消失付翁,進(jìn)而在溫室效應(yīng)的基礎(chǔ)上再將全球氣溫提升 8 攝氏度。
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2 創(chuàng)新性的工作
加州理工學(xué)院(California Institute of Technology)的塔皮歐·施內(nèi)德(Tapio Schneider)和兩位同事進(jìn)行了新的模擬計(jì)算誓焦,將云層納入模型中胆敞。這是科學(xué)家首次研究云如何在一個(gè)潛在的反饋循環(huán)中對(duì)全球溫度變化作出反應(yīng),以及它對(duì)氣候產(chǎn)生的影響杂伟。
計(jì)算機(jī)模擬顯示移层,如果不控制排放,在 100 到 150 年內(nèi)赫粥,二氧化碳濃度達(dá)到百萬(wàn)分之 1200 時(shí)观话,更多的夾卷和更少的冷卻將共同破壞層積云。
3 質(zhì)疑
首先越平,許多研究氣候的科學(xué)家指出频蛔,針對(duì)這么一小塊云作出的計(jì)算不能推廣到整個(gè)地球上灵迫。美國(guó)斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)的云科學(xué)家喬爾·諾里斯(Joel Norris)說(shuō):“這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的模型,僅有一個(gè)旋鈕晦溪,兩個(gè)檔位瀑粥。但地球上的旋鈕很可能比這多得多∪玻”
并且狞换,在模型計(jì)算中,把局部模擬結(jié)果推廣到全球后舟肉,云層幾乎瞬間消失殆盡修噪,被海洋吸收的熱量大幅增加;而德國(guó)馬克斯·普朗克氣象研究所(Max Planck Institute for Meteorology)的氣候科學(xué)家比約恩·史蒂文斯(Bjorn Stevens))指出路媚,將云和海洋的聯(lián)系想得如此簡(jiǎn)單黄琼,這實(shí)在有些牽強(qiáng)。
最后整慎,臨界點(diǎn)這個(gè)概念也受到質(zhì)疑脏款。華盛頓大學(xué)(University of Washington)的云科學(xué)家克里斯·布雷瑟頓(Chris Bretherton)認(rèn)為這個(gè)惡性循環(huán)確實(shí)會(huì)發(fā)生,然而他也指出裤园,二氧化碳濃度不可能在全球任何地方都一樣弛矛,并且考慮到海洋和大氣復(fù)雜的相互作用,云層不會(huì)突然間同時(shí)消失比然,這一過(guò)程將緩慢發(fā)生。
Aerosol-driven droplet concentrations dominate coverage and water of oceanic low-level clouds
《Aerosol-driven droplet concentrations dominate coverage and water of oceanic low-level clouds》發(fā)表在《Science》雜志上周循。該成果揭示在給定氣象條件下强法,通過(guò)影響云水路徑和運(yùn)量,云凝結(jié)核(CCN)的變化可以解釋海洋低云輻射強(qiáng)迫的大部分變化(75%)湾笛。這表明CCN對(duì)海洋低云輻射強(qiáng)迫的影響在之前的研究中被嚴(yán)重低估了饮怯,同時(shí)也意味著先前的研究可能嚴(yán)重低估了溫室氣體的增暖效應(yīng)。該成果提高了現(xiàn)有研究對(duì)人類活動(dòng)引起的氣候變化的認(rèn)識(shí)嚎研,也對(duì)預(yù)估未來(lái)氣候變化具有重要意義蓖墅。
1 .影響范圍要廣,比如研究云對(duì)輻射的影響临扮。南半球海洋性低云论矾。
氣溶膠顆粒作為云凝結(jié)核引起云輻射強(qiáng)迫的變化是人類活動(dòng)所引起輻射強(qiáng)迫的重要分量,也是氣候評(píng)估當(dāng)中不確定性最大的一項(xiàng)杆勇。
通過(guò)新發(fā)展的云滴數(shù)濃度(Nd)和云底上升速度(Wb)的反演方法贪壳,得到了在云底過(guò)飽和度下對(duì)應(yīng)的CCN濃度,巧妙地解決了前期使用氣溶膠光學(xué)信號(hào)來(lái)研究氣溶膠-云相互作用的困難蚜退;通過(guò)基于氣象要素對(duì)云進(jìn)行分類闰靴,再針對(duì)每一類分別研究CCN對(duì)云的影響彪笼,有效地排除了氣象要素的干擾。
通過(guò)影響云水路徑和運(yùn)量蚂且,云凝結(jié)核(CCN)的變化可以解釋海洋低云輻射強(qiáng)迫的大部分變化(75%)配猫,這表明云凝結(jié)核對(duì)海洋低云輻射強(qiáng)迫的影響在之前的研究中被嚴(yán)重低估了,同時(shí)也意味著先前的研究可能嚴(yán)重低估了溫室氣體的增暖效應(yīng)杏死。該成果提高了現(xiàn)有研究對(duì)人類活動(dòng)引起的氣候變化的認(rèn)識(shí)泵肄,也對(duì)預(yù)估未來(lái)氣候變化具有重要意義。引起人們對(duì)氣候模式的重新認(rèn)識(shí)更為重要识埋。羅森菲爾德的重新計(jì)算意味著其他科學(xué)家將不得不重新考慮他們的全球變暖預(yù)測(cè) - 目前預(yù)測(cè)到21世紀(jì)末溫度將升高1.5到4.5攝氏度 - 以便為我們提供更準(zhǔn)確的診斷 - 以及預(yù)測(cè) - - 地球的氣候凡伊。
研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,在全球變暖的大背景不變的情況下窒舟,如果氣溶膠確實(shí)導(dǎo)致比先前估計(jì)更大的冷卻效應(yīng)系忙,為了抵消這部分冷卻效應(yīng),那么當(dāng)前溫室氣體的變暖效應(yīng)也應(yīng)該比先前的估計(jì)更大惠豺。因?yàn)闇厥覛怏w會(huì)在大氣中累積银还,而氣溶膠濃度不會(huì)增加,甚至可能隨著清潔能源的普及而降低洁墙。清潔能源產(chǎn)生的氣溶膠較少蛹疯,而溫室氣體的排放量不變的情況下,未來(lái)變暖的趨勢(shì)更加明顯热监,這意味著未來(lái)的變暖比以前的估計(jì)更大捺弦。此外,研究團(tuán)隊(duì)還提出了一種更有可能但尚未證實(shí)的可能性——深厚云和高云帶來(lái)的加熱效應(yīng)也可能抵消了低云的冷卻效應(yīng)孝扛。
無(wú)論哪種可能性列吼,結(jié)論都是一樣的。目前全球氣候預(yù)測(cè)中沒(méi)有全面考慮到氣溶膠對(duì)云的巨大影響和由此產(chǎn)生的氣候效應(yīng)苦始,這導(dǎo)致目前對(duì)全球變暖的量化評(píng)估存在很大不確定性(1.5到4.5度)寞钥,此研究的出現(xiàn)可以更準(zhǔn)確的量化評(píng)估氣溶膠影響云而帶來(lái)的氣候效應(yīng),提高未來(lái)氣候預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性陌选。
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不同幾何厚度(Cloud Geometrical Thickness理郑,CGT)
降雨強(qiáng)度隨著云頂有效半徑和云厚的增加而增加。較深厚的云可以在較大Nd處形成降水并且云量下降咨油,但淺薄的云則不可以您炉。這個(gè)概念模型只是為了說(shuō)明不同的云厚產(chǎn)生降水過(guò)程與Nd的關(guān)系。
對(duì)海洋上的云凝結(jié)核(CCN)氣溶膠缺乏可靠估計(jì)嚴(yán)重限制了人們通過(guò)反射太陽(yáng)輻射來(lái)量化它們對(duì)云特性和冷卻程度的影響的能力役电,這是人為氣候強(qiáng)迫的一個(gè)關(guān)鍵不確定因素邻吭。研究人員在該文章中介紹了一種將云屬性歸因于CCN并將氣溶膠效應(yīng)與氣象效應(yīng)隔離開(kāi)來(lái)的方法。 它的應(yīng)用表明,對(duì)于給定的氣象學(xué)囱晴,CCN解釋了云輻射冷卻效應(yīng)的3/4變化膏蚓,主要是通過(guò)影響淺云覆蓋和水路徑。 這表明云輻射對(duì)CCN的敏感性比先前報(bào)道的要高得多畸写,這意味著如果將CCN納入目前的氣候模型中驮瞧,則會(huì)導(dǎo)致冷卻過(guò)度。這暗示了未知的補(bǔ)償氣溶膠變暖效應(yīng)可能通過(guò)深層云層枯芬。
思考
the LTS was calculated according to the difference of the geopotential temperature between the sea surface and 700 hPa. Both calculations rely on atmospheric profiles from the NCEP reanalysis data. The geographical distribution of average LTS is shown in Fig. 2B.