亞馬遜的森林能製造降雨

credit: 銳景創意

亞馬遜熱帶雨林中常形成一些奇怪的天氣，其中一個特點是在季風將來自海洋的濕潤空氣帶來前就有2-3個月的降雨了。如今，研究人員聲稱他們已經知道這之前的降雨是怎麼產生的：這些樹自己創造的。

未參與本項研究的森林生態學家兼位於帕薩迪娜的美國林業局的研究員Michael Keller說這項研究為科學家早已推測出的一些理論提供了切實的依據。他說研究小組所提供的是「確鑿的證據」。

以往的研究表明在亞馬遜上空早期便有水汽積聚，但科學家也不確定其原因。洛杉磯加利福尼亞大學的氣候科學家Rong Fu說：「你唯一能看到的只有水蒸氣，但你並不知道它從何而來。」

衛星數據顯示這種水汽的增加同時伴有熱帶雨林的「變綠」或新葉的增多，這讓研究人員不禁猜測這些水汽來自光合作用時產生的水蒸氣。在蒸騰作用過程中，植物葉片下表皮的小小氣孔會釋放出水蒸氣。
Fu曾猜測過可能是植物釋放出了足夠的水汽形成了亞馬遜上空的低層雲，但她還需要把水汽和熱帶森林明確地聯繫起來進行思考。於是Fu及其同事藉助美國宇航局的Aura衛星來觀測亞馬遜上空的水蒸氣，這個航天器專門用於研究地球大氣層的化學成分。從海洋蒸發的水汽比植物釋放到大氣中的水蒸氣要輕，因為在蒸發過程中，含有重氫(即氘，氫元素的一種同位素，含一個質子和一個中子)的水分子留在了海里；而在蒸騰過程中，植物僅僅是從土裡吸收水分又將水分排入空氣，並不會改變其同位素組成。

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Aura發現亞馬遜上空早期積聚的水汽中重氫含量很高——「因其含量太高而沒法解釋是海洋產生的水蒸氣」，Fu說。另外，在光合作用最強的「變綠」時期，在亞馬遜乾旱結束之時重氫含量達到了最高。這些由樹形成的雨雲還能在氣候上產生其他一些多米諾效應。當雲釋放降水，它們使得大氣層變暖，引起氣流上升形成環流。Fu及其同事在美國《國家科學院院刊》上報告了這一成果，認為這種環流夠強大得足以能引起風場模式的轉變，而這又能帶來更多來自海洋的水汽。

科學家也曾研究過亞馬遜的降雨和樹之間的關係。2012年的一項研究發現植物通過釋放微小的鹽粒來為大氣形成雨提供條件。但位於圖森的亞利桑那大學未參與本項研究的生態學家Scott Saleska說，這項新的研究卻極大地支持了植物在引發降雨季節過程中起到重要作用這一觀點。他說，重氫為植物如何作用於此過程提供了清晰的「指紋」性的證據。

研究成果同時也解決了關於植物在氣候中扮演何種角色這一由來已久的爭論，Saleska說，這表明植物並不僅僅是「被動接受者」，它們反而能在調節降雨中起到主動作用。Saleska還說，如果亞馬遜是如此，那麼氣候學家在預測氣候類型的局部變化時需要考慮到像森林採伐這些活動帶來的影響。限制森林採伐將是人們抗旱措施的重要一步。

接下來，Fu將研究剛果地區的熱帶雨林，看是否發生了同樣的過程。

本文譯自 Sience，由譯者 完美萋萋 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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