全球暖化危機添一,過多二氧化碳恐導致層積雲景象消失

作者 | 發布日期 2019 年 02 月 27 日 15:32 | 分類 環境科學 , 自然科學 follow us in feedly

全球暖化不只會導致全球 6 成咖啡品種絕跡、啤酒短缺、南北極冰蓋融化、海底溶解、海洋生物失去嗅覺,現在新研究指出,還會讓天空中的層積雲消失。



抬頭看看天空千變萬化的雲絲,捲雲優雅,積雨雲磅礡,如魚鱗堆擠的高積雲可能引發部分人密集恐懼症;而層積雲與高積雲有點相似,一朵一朵如棉花球,只是高度較低,覆蓋了約 20% 亞熱帶海洋地區,有另一個珍貴價值:它能將大量太陽輻射反射回太空。

然而加州理工學院氣候科學家 Tapio Schneider 團隊的 2 年電腦模擬結論發現,大氣中高含量的二氧化碳將抑制層積雲形成。

層積雲由於對流運動非常不明顯,很難納入全球氣候模型進行運算,因此研究團隊建立的電腦模型尺度偏小,只有在亞熱帶海洋一小區塊。模擬指出,當二氧化碳濃度超過 1,200 ppm 時,層積雲會開始不穩定、氣溫升高;而一旦積雲層消失了就不會再出現,直到二氧化碳又下降到 1,200 ppm 以下。

研究人員再計算,只要二氧化碳濃度增加到 1,300 ppm,將導致溫度升高近 8 ℃。

其中關鍵機制有二,第一:二氧化碳增加氣溫升高,暖空氣從海面帶走更多水蒸氣,當水蒸氣於天空凝結時釋放大量潛熱,使得空氣浮力增加、增強對流運動,但卻是將雲層上方的乾燥空氣混合到雲層中,這會導致雲層形成的可能性降低。

第二,雲層上方二氧化碳和水蒸氣增加後,會吸收更多紅外輻射,而不是讓雲層直接反射回太空,於是雲層形成的力道又被削弱了一回,兩種機制疊加最終導致層積雲再難維持。

解釋另一個謎團

這項研究還能解決古氣候學中一個長期存在的謎團:地質紀錄表明,約 5000 萬年前的始新世時期,赤道到極地的溫度變化幅度只有當代一半,多雨的熱帶氣候區延伸至北緯 45° 地區,溫帶森林擴展到極地地區,而極地接近現今西北太平洋的溫度,更是鱷魚的家園;

但根據既有氣候模型,二氧化碳濃度需要超過 4,000 ppm 才可能讓北極維持這麼溫暖的氣候,這數值比當代二氧化碳濃度還要高出數倍,且地質紀錄顯示當時的二氧化碳濃度不高於 2,000 ppm,所以氣候學家百思不得其解,什麼原因導致氣候如此炎熱?現在,如果用消失的層積雲解釋全球暖化惡性循環,就能說通「古新世—始新世極熱事件(PETM)」謎題了。

新論文發表在《自然-地球科學》期刊。

(首圖來源:pixabay

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