雲層頂端微結構具「層次感」，比過去想像還要怪異

搭過飛機的人應該熟悉雲層頂端：雪白且蓬鬆，夾雜藍灰色凹陷處；但對科學家來說，雲頂背後物理學長期是個謎題。現在，物理學家利用一種解析度比以往高 100～1,000 倍的新型雷射雷達研究雲頂，展示雲頂附近雲滴性質與雲層內部存在巨大差異。

從地表抬頭看雲只能看到「皮毛」，真正關鍵、左右氣候與地球能量收支的雲頂結構，尤其是高空雲，過去一直很難精細測量。

美國能源部布魯克黑文國家實驗室（BNL）開發出一種新型雷射雷達，能觀察雲層最上部 1 公分尺度的細微雲結構，首批實驗數據表明，雲頂行為比預期「怪」複雜，雲頂附近雲滴數量比整體區域少，或者說雲頂雲滴分布與雲整體均勻結構存在明顯差異，

研究人員解釋，雲頂附近雲滴減少現象有 2 個原因：一個是上方清澈乾燥空氣被吸入雲中，稀釋雲層並使部分水滴蒸發、另一個為沉積作用產生「尺寸分選」，重水滴下沉速度比輕水滴更快。

雲的主體區域湍流通常很強烈，能使不同大小雲滴混合並保持相對均勻分布，但在雲頂附近湍流較弱，只有較小水滴懸浮在氣流，較重水滴則沉降，導致雲頂結構更具層次且存在局部差異，高度影響雲的亮度及雲產生降雨的可能性。

當前許多大氣模型完全忽略水滴沉降現象，或者以單一速度呈現不同尺寸的水滴，如此可能對雲層反射陽光並觸發降雨的預測帶來不確定性，新研究除了改進大氣模型，也有助改進實際大氣測量。

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（首圖來源：pixabay）