森林——地球的「水泵」

位於南美亞馬孫河流域和非洲的大片蓊鬱蔥茂的熱帶森林，經常被人們喻為地球的「肺」。但它們不僅是「肺」，而且還是地球的「心臟」哩。

輸送水汽的「生物泵」

科學家們很早以來就意識到森林在全球水循環過程中所起的重要作用。落到熱帶雨林中的降水，將近一半會通過樹木蒸發到大氣中去；而從海洋吹來的風把這些水汽散布到更廣的地區，形成降水。在這幅圖景中，森林的確扮演了地球的「肺」的角色。

我們以前只聽說過森林可以減低風速,但是現在有兩位俄羅斯學者提出了新的理論：森林還可以產生風，把水汽逐步輸送到內陸地區。

那麼森林怎麼產生風呢？我們知道，從海洋和沿海森林蒸發的水汽很快會凝結成小水滴。當水蒸氣變為液體時，體積會大幅度縮小，這就使得當地的氣壓急劇下降。而因為森林對陽光的吸收率比海洋大，所以森林比海洋的蒸發強度要大。這樣，一旦水汽凝結，沿海地區森林上空的氣壓要比海洋上空的低，結果，海洋上空的潮濕空氣就會朝森林地區流動。可是風一旦形成就有慣性，從而把水汽輸送到更遠的內陸地區。這個過程就好比用一個水泵把水從海洋不斷抽送到內陸地區。

在這幅新的圖景中，森林不僅起到地球「肺」的作用，還扮演著「水泵」或者「心臟」的角色。氣象學家稱森林為「生物泵」。

傳統理論解釋不了很多現象

在傳統的氣象學模型中，大氣流動的唯一驅動力是大氣溫差，沒有人考慮過隨著水蒸氣凝結而來的氣壓下降會導致風的形成，也解釋不了內陸地區是如何保有濕潤氣候的。

而新理論可以為這些現象提供答案。為了證明他們的假說，兩位俄羅斯學者舉了許多例子，比如西非地區，由於沿海沒有森林覆蓋，所以它內陸的乾旱程度隨著離海岸的距離以指數形式遞增。同樣，在澳大利亞北部，沿海的降水量為1600毫升/年，而在距離海岸1500千米遠的內陸，陡降到了200毫升/年。相反，在那些從沿海到內地都有大片森林覆蓋的大陸，內陸的降水量幾乎和沿海地區的一樣多。比如說，在剛果，不論內陸還是沿海，降水量都差不多是2000毫升/年。在亞馬孫河流域、加拿大北部的麥肯齊河流域，也是同樣的情況。

此外，森林學家們早就注意到，森林砍伐會造成當地降水量的急劇下降。可是傳統氣象學模型認為降水量只會下降20～30%，而新理論卻指出，即使局域的森林砍伐都可能使得整塊大陸的氣候由濕潤變為乾旱，降水量下降近95%。

未來憂喜參半

如果這個理論是正確的，意味著是大片森林在推動著地球上的水循環。世界環保組織一直以來對亞馬孫河流域熱帶雨林的日益減少憂心忡忡。曾經有人警告說，如果整個地球的氣溫上升4攝氏度，地球上85%的森林將遭受滅頂之災。而如果按照目前這個理論，那麼亞馬孫熱帶雨林也許將消失得更快。因為水汽的輸送對森林的變化極為敏感，只要亞馬孫河下游地區的熱帶雨林被砍伐，那麼亞馬孫河流域中部地區降水就減少95%，而降水的急劇減少又會造成森林的大面積死亡。同樣的情況在其他森林地區也會發生，比如中部非洲。

這個理論還暗示，人類對全球氣候的影響比我們想像的還要嚴重。澳大利亞歷史上一度覆蓋著大片的森林，如今大部分是沙漠。這可能是澳洲的土著居民破壞了沿海的森林，「關閉」了生物泵，從而使整個大陸由濕潤轉為乾旱。

兩位學者還指出，美國直到近代還覆蓋著大片森林，但如今隨著沿海一帶森林的消失，中部地區將面臨著沙漠化的威脅。

但另一方面，這個理論帶給我們的也不完全是壞消息。如果天然森林能夠產生降水，人造森林也將一樣可以，那麼在沿海地區植樹造林，重建生物泵，就能把雨水召回來。或許有一天我們還可以通過這種方式來綠化沙漠。

本文源自大科技〈科學之謎〉 雜誌文章 歡迎您關注大科技公眾號：hdkj1997

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