在一些人看來,雲層像兔子。在另一些人看來,它們可能看起來像被壓扁的花朵。當科學家使用NASA的資料觀察雲層時,他們看到的情景像是一個危險標誌,預示著氣候正在快速惡化。
對NASA雲層監測任務前七年資料的分析表明,雲層在減緩地球變暖方面的作用比之前認為的要小,而且隨著溫室氣體汙染的加劇,氣溫可能會比預期上升得更快——或許快25%。
雲層可以透過將能量反射回太空,在減緩全球變暖方面發揮重要作用。隨著溫度升高,雲層中含有更多的液態水和更少的冰晶,這使得它們更明亮,意味著它們可以反射更多的陽光。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過 訂閱來支援我們屢獲殊榮的新聞報道。 透過購買訂閱,您正在幫助確保未來關於塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事。
然而,新的研究表明,氣候模型高估了雲層中冰的含量,這意味著隨著溫度升高,可以轉化為液態的冰就更少了。
耶魯大學博士候選人、該研究的領導者艾薇·譚表示:“當二氧化碳濃度和溫度升高時,混合相雲層會增加其液態水含量。” 該研究調查了含有冰和水的常見雲層。“許多模型高估了混合相雲層中冰的含量。”
該研究結果於週四發表在《科學》雜誌上,其影響可能會使將全球變暖控制在近期聯合國氣候談判中設定的限度內變得更加困難——但其他氣候科學家對該研究結果持謹慎態度,並對分析結果提出了質疑。
最冷的雲層充滿了冰;最溫暖的雲層充滿了水。譚和其他兩位科學家的建模實驗側重於介於兩者之間的雲層——混合相雲層,例如波狀層雲和蓬鬆的層積雲,這些雲層在廣闊的南大洋和紐約以北的北半球周圍大量存在。
在這項研究中,研究人員使用NASA的資料來指導修改一個流行的地球模型。他們在模型模擬中向雲層中添加了更多的液體和更少的冰,努力創造更真實的條件。
由於冰的減少,雲的亮度增加得比未修改的模型慢,因為隨著溫度升高,被反射液取代的冰晶更少。
氣候科學的一大追求是預測當二氧化碳濃度翻倍時,地球會變暖多少——這被稱為氣候敏感性。當修改後的模型中二氧化碳水平翻倍時,溫度至少比使用未修改的模型時高出四分之一——至少達到5°C (9°F)。
這些發現對地球的實際意義將很大程度上取決於未來排放到大氣中的二氧化碳、甲烷和其他溫室氣體的數量以及速度。但這項發現表明,氣候變化的影響將更加嚴重,而且它們將比地球模型此前顯示的更快地變得更糟。
美國國家海洋和大氣管理局的氣候科學家艾薩克·赫爾德表示,他同意研究人員關於“正確瞭解混合相雲層中冰-液比例的重要性”的觀點,但他不同意全球氣候模型普遍低估氣候敏感性的觀點。
赫爾德表示,根據過去的觀測,新的研究顯示的5°C或更高的氣候敏感性可能是不合理的。赫爾德沒有參與這項研究。
勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的雲層建模專家馬克·澤林卡表示:“誠然,這是一個相當高的估計值,這可能反映了所使用的模型本身就對敏感性較高。” 澤林卡曾與譚合作進行這項研究。但根據澤林卡對歷史資料的解讀,他表示將其斥為不合理“似乎為時過早”。
與此同時,譚表示,過於關注確切的數字將是一個錯誤。她表示,建模實驗的氣候敏感性結果應該“有所保留”。
這是因為該研究基於單個模型。進行實驗的一個主要目的是表明氣候模型中存在可以糾正的偏差。該小組希望其他科學家使用不同的模型進行類似的實驗,以幫助更準確地衡量氣候敏感性。
賓夕法尼亞州立大學氣象學教授邁克爾·曼沒有參與這項研究,他表示,假設雲層冰凍過多,全球氣候模型低估氣候敏感性是“推測性的”,但“合理的”。
曼在一封電子郵件中表示:“這是最近幾項研究之一,這些研究提供了令人警醒的證據,表明地球的氣候敏感性可能位於當前不確定範圍的上限。” “這意味著避免危險的2°C升溫可能是一個更大的挑戰。”
曼表示,新的研究結果強調了採取措施削減溫室氣體汙染速度的緊迫性。
自工業革命前以來,二氧化碳水平上升了40%以上,達到百萬分之400,而且它們繼續以加快的速度上升。
迄今為止記錄到的二氧化碳水平上升在全球平均氣溫在過去200年中上升1°C(1.8°F)方面發揮了最重要的作用。這加劇了熱浪、洪水和乾旱,導致2014年和2015年再次出現創紀錄的高溫。
聯合國在12月於巴黎談判達成了一項協議,設定了將升溫限制在遠低於2°C的目標。然而,世界上最大的汙染國(包括中國、美國和歐洲)為保護氣候而制定的計劃遠未達到實現該目標所需的措施。
