雲對氣候變暖的貢獻比以前認為的要低
2020年,Raphaela Vogel博士和一個來自漢堡大學地球系統研究和可持續發展中心(CEN)、巴黎的動力學實驗室和漢堡的馬克斯-普朗克氣象研究所的國際團隊進行了一次重要的實地活動,他們分析了在大西洋巴巴多斯島附近的積雲場中收集的觀測數據,結果發現這些雲對氣候變暖的貢獻需要重新評估。
“信風影響著全球的氣候系統,但數據顯示的行為與以前的假設不同。因此,地球溫度極端上升的可能性比以前想像的要小,”大氣科學家Vogel說。”儘管這方面對於更準確地預測未來的氣候情況非常重要,但這絕對不意味著我們可以在氣候保護方面退縮。”
迄今為止,許多氣候模型已經模擬了信風的大幅減少,這將意味著它們的大部分冷卻功能將喪失,大氣將因此變得更加溫暖。新的觀測數據顯示,這不太可能發生。
可以肯定的是,隨著全球變暖的進展,海洋表面有更多的水蒸發,靠近信風底部的水分增加。相比之下,雲層上部的空氣團非常乾燥,只變得稍微濕潤。這就產生了上下水分的巨大差異。在大氣層中,當氣團混合時,這種情況被驅散。之前的假設:較乾燥的空氣被向下輸送,導致雲滴更快地蒸發,使雲層更有可能消散。
巴巴多斯的觀測數據現在提供了第一個強有力的量化,即垂直混合實際上有多明顯,以及這如何影響水分和雲層的整體。因此,它是第一個闡明對理解氣候變化至關重要的過程的數據。簡而言之:更密集的混合併沒有使低層變得更乾燥或使雲層消散。相反,數據顯示,雲層實際上隨著垂直混合的增加而增加。
“這是一個好消息,因為它意味著信風對全球變暖的敏感度遠遠低於長期以來的假設,”Vogel說。”有了我們的新觀察和發現,我們現在可以直接測試氣候模型如何真實地描繪信風的發生。在這方面,新一代的高分辨率氣候模型能夠模擬全球範圍內的雲層動態,其尺度可達一公里,這一點特別有希望。由於它們的存在,未來的預測將更加準確和可靠”。
為期一個月的實地考察活動EUREC4A(2020年)是由團隊成員圍繞著兩架研究飛機的長時間飛行而設計的,這兩架飛機配備了不同的儀器並在不同的高度上運行,還有來自R/V Meteor(一艘由漢堡大學管理的德國研究船)的船上測量。一架飛機被用來從9公里的高空投下數百個大氣探測器。當它們落下時,這些探測器收集了關於溫度、濕度、壓力和風的大氣數據。另一架飛機在800米的高度測量雲層的底部,而船則進行基於表面的測量。其結果帶來了一個前所未有的數據庫,將有助於了解雲在氣候系統中不明確的作用–並更準確地預測它們在未來氣候變化中的作用。
雲層是否有冷卻或變暖的作用取決於它們有多高。這裡研究的信風的最大高度為兩到三公里,相對較低,反射陽光,並在此過程中冷卻大氣。相反,更高的雲層會放大溫室效應,使氣候變暖。