氣候變化使得夜晚的雲彩更加明顯

氣候變化使得夜晚的雲彩更加明顯

一項新的研究發現，由於人類活動，地球大氣中水汽的增加使閃爍的高空雲更加清晰可見。這項研究的作者說，研究結果表明，只有在夏夜才能看到的這些奇怪但越來越常見的雲層，是人類導致氣候變化的一個指標。

夜光雲是地球大氣層中最高的雲。它們形成於距地球表面約80公里(50英里)的中層大氣。當水蒸氣圍繞著來自入射流星的塵埃凝結時，雲就形成了。

1885年，在印度尼西亞喀拉喀托火山爆發後，人類首次觀察到夜光雲，並在空氣中噴出大量的水蒸氣。在20世紀，人們對雲層的觀察變得越來越普遍，在20世紀90年代，科學家們開始懷疑氣候變化是否使雲層變得更加明顯。

在一項新的研究中，研究人員利用衛星觀測和氣候模型模擬了在過去150年里，燃燒化石燃料所產生的溫室氣體的增加是如何形成夜光雲的。提取和燃燒化石燃料將二氧化碳、甲烷和水蒸氣送入大氣，這些都是溫室氣體。

這項研究的結果表明，自19世紀末以來，甲烷的排放使中間層的水蒸氣濃度增加了大約40%，而中間層形成的冰量增加了一倍多。他們得出結論，人類活動是造成夜光雲比150年前更明顯的主要原因。

「我們推測,雲一直在那裡,但有機會看到一個非常非常貧窮,在歷史時期,「說弗朗茲約瑟冰川Lubken,萊布尼茲研究所的大氣科學家Kuhlungsborn大氣物理學的德國和新研究的主要作者在《地球物理研究快報》雜誌的美國地球物理聯盟。

研究結果表明，夜光雲是人類活動導致的氣候變化正在影響大氣中部的信號。Lubken說，更厚、更明顯的夜光雲是否會影響地球的氣候本身是未來研究的主題。

「我們的甲烷排放正在影響大氣，不僅僅是溫度變化和化學成分，」華盛頓特區環境保護基金的大氣科學家Ilissa Seroka說。「我們現在在雲層中發現了一種明顯的反應。」

研究雲的形成過程

條件必須正好適合夜光雲可見。雲層只能在夏季中高緯度的時候形成，那時中天溫度足夠冷，可以形成冰晶。它們只在黎明和黃昏時才看得見，當太陽從地平線下照亮它們的時候。

自150年前工業時代開始以來，人類通過燃燒化石燃料向大氣中注入了大量的溫室氣體。研究人員想知道，如果有的話，這對大氣中部和夜光雲的形成有什麼影響。

在這項新的研究中，Lubken和他的同事進行了計算機模擬，以模擬1871年到2008年北半球的大氣和夜光雲。他們想要模擬增加的溫室氣體(包括水蒸氣)在這段時間內對夜光雲形成的影響。

研究人員發現，夜光雲的存在會根據大氣狀況和太陽周期的不同，年復一年，甚至十年間波動。但在整個研究過程中，雲層變得更加明顯。

根據Lubken的說法，這種增加可見性的原因令人驚訝。二氧化碳使地球表面和大氣層的下部變暖，但實際上使形成夜光雲的中間大氣層變冷。理論上，這種冷卻效應會使夜光雲更容易形成。

但研究結果顯示，自19世紀末以來，不斷增加的二氧化碳濃度並沒有使夜光雲變得更明顯。Lubken解釋說，這似乎是違反直覺的，但是當中間的大氣層變得更冷時，更多的冰粒子形成，但它們更小，因此更難看到。

他說:「保持水蒸氣的恆定，使它變得更冷意味著我們可以看到更少的冰顆粒。」

相反，研究發現，大氣中更多的水蒸氣使得冰晶更大，夜光雲更明顯。中層大氣中的水蒸氣有兩種來源:一種來自地球表面向上運輸的水蒸氣，另一種是甲烷，一種通過中層大氣的化學反應產生水蒸氣的溫室氣體。

研究發現，自19世紀末以來，大氣中甲烷含量的增加大大增加了中層大氣中的水汽含量。根據這項研究，從1871年到2008年，中緯度地區的冰層數量增加了一倍多。

Lubken說，生活在中高緯度地區的人們現在有很好的機會在每年夏天多次看到夜光雲。他說，在19世紀，它們可能每隔幾十年才會出現一次。

Lubken說:「結果相當令人驚訝，是的，在100年的時間尺度上，我們預期雲的能見度會有很大的變化。」

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