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雲層不像二氧化碳那樣容易追溯到遙遠的過去。但與二氧化碳一樣,雲層可以在氣候變化中發揮重要作用:它們可以吸收大氣中的熱量,放大溫室效應,或者將陽光反射回太空,冷卻地球。
那麼雲層會加劇氣候變化還是有助於緩解氣候變化?“目前,我們尚不清楚這種關係,”美國宇航局(NASA)大氣科學家安東尼·德爾·傑尼奧說,他在紐約市的美國宇航局戈達德空間研究所工作。
但是,今天發表在科學雜誌上的一項新研究,在試圖拼湊這種複雜動態方面又向前邁進了一步,這對於準確描繪未來幾十年和幾個世紀後地球的樣子至關重要。
邁阿密大學羅森蒂爾海洋與大氣科學學院的首席研究作者艾米·克萊門特指出,在預測氣候變化時,並非所有雲層都是一樣的。她解釋說,較高層的雲,如雷暴雲,具有溫室效應(產生水分並將輻射重新發射回地表),而低層雲更像一把傘,保護地球免受太陽的溫暖光線照射。
克萊門特和她的團隊檢查了東北太平洋上空的低層層狀雲。透過比較過去50年間水手和衛星收集的獨立觀測資料集,他們希望瞭解雲層覆蓋報告與溫度和風環流以及彼此之間如何匹配。令他們驚訝的是,太空和海洋觀測結果驚人地相似,這有助於增加這些資料來源的可信度,許多人曾批評這些資料來源不可靠。
他們發現一個氣候模型(來自英國的哈德利氣候變化中心)與他們的資料特別吻合。該模型顯示,地表溫度升高和空氣環流減弱(這兩種趨勢都預計將在不斷變化的氣候中持續下去)意味著低層雲減少。而這意味著地表溫度會更高。
但是還有很多工作要做。“我認為這是一項非常令人印象深刻的觀測分析,”未參與這項研究的德爾·傑尼奧說。“這是首次有人證明這些十年尺度的變化。”但是,他補充說,更多的建模將是支援他們初步結論的唯一方法。
克萊門特承認,低層雲是建模的難點。“它們是在微觀物理尺度上形成的。”克萊門特指出,哈德利模型可能是最成功的,因為它擁有關於低層大氣中發生的複雜過程的最豐富資訊,低層大氣與地球表面接觸——克萊門特解釋說,這個區域比模擬高層大氣中的大規模環流要困難得多。
而且,與往常一樣,存在一個問題,即如何協調日常天氣事件與長期氣候趨勢。正如克萊門特指出的那樣,“如果你觀察每小時的雲層過程,你會得到一個非常複雜的故事。”但是,“十年時間尺度上的資料似乎有一個非常簡單的故事:當海洋表面溫暖且環流較弱時,雲層覆蓋會減少。”