加利福尼亚,秘鲁和纳米比亚海岸外的低洼云层是一些最有效的地球冷却系统,因为它们将阳光反射回太空。但是新的气候模拟表明,大气中二氧化碳浓度的增加可能会破坏这些云层并加剧未来的变暖。
该发现1于2月25日发表在《自然地球科学》上,揭示了云与温室气体之间以前未知的相互作用:大约是目前大气中二氧化碳能使云突然扩散的三倍。在照常排放的情况下,这可能会发生大约一个世纪。预测表明,除了温室气体造成的气候变暖外,云量较少的世界可能还会出现高达8潞C的变暖现象。地球气候将类似于五千万年前的条件,当时鳄鱼在无冰的北极中游泳,而棕榈树则一直向北生长到阿拉斯加。
研究合著者塔皮奥·施耐德(Tapio Schneider)说:“这是对未来的警告。”他在帕萨迪纳市的加州理工学院研究云动力学。“如果我们不减少排放,则可能发生非常大且难以逆转的气候变化。” / p>
分手
在海洋上聚集成块的云称为平积云,在世界范围内,它们可以反射约4%至7%的太阳能量。但是层积云使气候建模者感到沮丧,因为它们很难在计算机程序中复制。
大多数研究人员简化了包括云,雨,风暴和冰等小规模现象,以便尽可能精确地模拟大规模过程,例如海面温度的变化。只是没有足够的计算能力来立即处理所有天气现象的实际情况。
为了更真实地了解云在未来气候情景下的行为,Schneider和他的团队简化了大规模过程,并尝试尽可能准确地对云的行为建模。
当研究人员将当前的二氧化碳含量从每百万分之400提升到超过每分1200时,大气层开始升温,致密的云层开始分裂成更小,更蓬松的云。发生这种情况的原因是平流积云需要将热量散发到高层大气中以维持自身的温度。如果大气温度太高,云层就会散开。
纽约NASA戈达德太空研究所的云研究员安德鲁·阿克曼(Andrew Ackerman)说,“不是傻瓜”。“这种潜在的机制是完全合理的。” / p>
令人讨厌的惊喜
印第安纳州西拉斐特市普渡大学的古气候学家马修·休伯(Matthew Huber)说,几十年来,云一直是气候变化预测不确定性的主要来源,其中包括政府间气候变化专门委员会使用的模型。这意味着许多模型可能会低估未来的气候变化。
胡贝尔说,施耐德及其同事提出的模型存在类似的问题。尽管研究结果表明世界在变暖,但这些预测仍存在大量不确定性。他说,一些大规模的相互作用,包括海洋如何与大气交换热量和能量,都被简化或忽略了。这使得很难知道层积云变得不稳定的精确二氧化碳水平。
但是施耐德和其他科学家正在尝试在计算机程序中解决模拟地球大气层的局限性。一种方法是使用机器学习来教授全球气候模型,以通过在详细描述较小规模过程的真实世界观察和模拟中对其进行训练来更好地表示云。这可能会导致更快,更可靠的预测未来气候的方式。
佛罗里达迈阿密大学的气象学家Paquita Zuidema说,无论这些模型预测什么,人们都需要为气候的重大变化做好准备。她说,这些转变在过去很常见,“塔皮奥的工作表明未来还会发生另一种变化”?
胡伯说,这项研究提醒人们,一个温暖的世界可能给我们带来惊喜。“这些惊喜并不令人愉快。”?/ p>