地球天空中的「白色精靈」它就是地球氣候的神秘仲裁者

雲與地球氣候

雖然雲可以隨時覆蓋地球天空的3/4，但云仍然是天氣預報中最神秘的因素之一。

雲的作用不僅僅是雨雪。科學家現在已經意識到，通過吸收和反射太陽光，雲也有助於控制地球周圍的能量流動。事實上，浮在我們頭頂的雲對地球氣候的影響比我們想像的要大得多。關於雲與氣候變暖之間關係的最新研究為我們提供了一個關於如何看待雲的新視角，這將有助於科學家更準確地預測未來的氣候變化。以下是在這方面取得的一些最新研究進展。

雲是地球氣候的神秘仲裁者

過去，研究人員認為雲的存在是相對短暫的，因此它只被視為最近的天氣變化指標，而不是影響長期天氣變化的主要因素，但現在他們逐漸意識到了多少雲在地球上接收的陽光。陽光反射到太空，對全球氣候變化產生影響。目前，科學家正在使用衛星，感測器和研究飛機來觀察雲在陽光和熱量之間傳播時的影響。

地球吸收太陽熱量並使空氣變暖，而雲則是含有水蒸氣的高溫空氣的產物。隨著海拔的升高，大氣層變得越來越冷，而冷空氣則可以保持較少的水蒸氣。一些水蒸汽沉積在灰塵顆粒或鹽顆粒上，凝結成小水滴或冰晶，形成液態或固態水。這就是雲。由於雲可以散射光，我們可以看到雲在天空中漂浮。

穿過雲層的陽光將熱量帶到地球表面，這種熱量最終消散。地球如何消除這種熱量？有兩種方式，一種是以紅外能量的形式直接輻射，另一種是暴露在大氣中。分子（主要是二氧化碳和水蒸氣）被液態水和雲中的冷凍水吸收。太陽的短波輻射通過大氣注入地下，地面變暖發出的長波輻射被大氣中的二氧化碳和其他物質吸收，從而產生大氣變暖的效果，也就是溫室效應，這樣就可以獲得地球的生命和熱量。

這種現象也解釋了為什麼陰天的夜晚通常比陽光充足的夜晚更溫暖，因為地球需要在白天釋放被困在雲層中的熱量。

20多年前，科學家們開始重新審視雲的作用。當時的研究人員懷疑二氧化碳和其他溫室氣體與化石燃料有關並導致地球過熱。計算機模型還表明，空氣中二氧化碳含量的增加會增加地球的溫度，暖空氣也會含有更多的水蒸氣，這可能會使溫室效應增加50？

然而，在20世紀80年代早期，氣象學家無法預測雲對未來長期氣候變化的影響。直到1989年，美國科學家發表了他們的研究結果：雲對地球的冷卻效應大於其在增加熱量方面的作用。雲可以將地球表面約60瓦的燈泡的熱量減少0.5平方米。如果天空中沒有雲，地球它可能比現在更熱。

雲可能有助於防止熱帶地區過熱

熱帶海洋中有幾個非常炎熱的地區，例如印度尼西亞附近的西太平洋，許多水蒸氣蒸發，使當地的氣氛變得熱烈。熱空氣應使海洋變暖，使更多的水蒸發，產生更多的水蒸氣，這成為一個無法控制的惡性循環。但是，該地區的海水溫度很少超過30°C。顯然，必須有一個「制動系統」來控制這個區域的惡性循環，而研究「制動系統」作用的是雲。一些熱帶熱點的天空產生大量的積雨雲，形成雲砧，覆蓋幾平方公里的水域。海洋越熱，海洋上的雲砧越多，雲砧越多，反射的陽光越多，遏制海洋持續變暖的效果。

氣候變暖導致低空雲層減少

根據一項新研究，隨著海洋變暖，漂浮在東北太平洋上空的雲將逐漸消散。研究人員稱這種現象是氣候變暖的「惡性循環」。該研究表明，低空雲可以將太陽光反射回太空，從而降低海洋溫度並使地球降溫，而氣候變暖將逐漸減少幫助降溫地球的低空雲層。低空雲通常由水組成，包括人們在陰天時看到的那些較暗和較平坦的雲。

計算機模擬表明，如果氣候變暖增加了低空雲層中的雲量，雲可以阻擋入射的太陽輻射並導致冷卻。在這種情況下，云為氣候變化提供了「負面反饋」效應;如果氣候變暖減少了低空雲層中的雲量，它將帶來更多的太陽輻射。在這種情況下，云為氣候變化提供了「積極反饋」效應。科學家們注意到，在過去的50年里，低空雲層的雲層一直處於「正反饋」循環模式。也就是說，氣候變暖會降低雲層的覆蓋範圍，隨著雲量的減少，照射地球表面的太陽光量會增加，從而使天氣變暖。科學家認為，不同衛星收集的雲數據會有所不同，地面觀測也是主觀的。因此，基於這些不完美觀測的氣候變化趨勢分析有時是值得懷疑的，但來自雲的信號是真實的。

這樣，對低空雲的進一步研究具有特殊的意義。了解導致低水平雲減少的氣候變暖趨勢將有助於提高氣候模型中雲模擬的準確性，從而更準確地預測未來的氣候變化。

海洋層雲反射陽光像鏡子

由200多名科學家組成的國際科學家小組進行的一項新研究表明，太平洋上空的雲層對全球氣候和天氣系統產生了影響。根據這項研究，由於太平洋上的一些雲層比美國大，它們對地球的氣候影響很大。

科學家們正在研究一種稱為「地球層狀雲」的雲系統。當深海的冷海水湧向海面時，海面溫度下降，水汽凝結上升，海洋層雲大。形成了。本研究使用了兩架研究飛機。當飛機穿過低空雲時，科學家們從安裝在飛機上的探測器收集數據，以了解雲系統如何形成，如何反射太陽光，以及決定雲系統持續時間的因素。

漂浮在東南太平洋上空的海洋積雲的高度一般不超過海平面2000米，幾乎全年都會出現。科學家們已經開始認識到海洋上的這些大雲對地球氣候的影響：它們就像一面巨大的鏡子，將太陽光反射回太空，限制了到達地球表面的太陽光。

參與該研究的科學家們也希望了解智利和秘魯沿海的採礦活動是否會影響雲的特徵。在採礦過程中，一些微小的礦物顆粒被帶入高層大氣中，當與大氣中的水蒸氣接觸時形成水滴。科學家打算收集數據來評估礦物顆粒是否會對降雨產生影響，以及填充礦物顆粒的雲是否會比正常雲更能反射陽光。

發光的雲經常發生或與溫室氣體排放有關

若干年前，北歐居民第一次看到了奇怪的發光雲。攝影師拍攝了奇怪的銀藍色層，像卷鬚一樣，穿過丹麥，北愛爾蘭和蘇格蘭的凄涼天空。

發光的雲是地球大氣層中最高的雲，達到地球表面以上80公里的高度。由於高度的原因，在日出之前或日落之後，發光的雲彩可以在地平線下的陽光下發光。發光的雲通常是無色或淺藍色，偶爾是紅色，綠色和藍色。發光雲的形狀有時是一條沒有特殊功能的帶狀物，有時具有獨特的條紋，波浪形或漩渦狀。就像熟悉的低空雲層一樣，發光的雲層是由水滴附著在塵埃粒子表面（40到100納米的微小水晶冰晶）形成的。高空塵埃和水蒸氣的來源不確定。有些人認為塵埃可能來自微小的流星，或來自對流層的火山灰和大氣塵埃，水蒸氣可能通過對流層頂的間隙上升到上層。

人類長時間沒有找到發光的雲，他們還沒有完全理解發光雲的原因。在1883年喀拉喀托火山爆發後的兩年內，首次發現了發光的雲，但尚不清楚發光雲的出現是否與火山爆發有關。此外，太陽活動，氣候變化，太空塵埃和火箭發射也可能是這種雲現象的原因。

光亮的雲層通常只出現在北緯和南緯500到700之間。它們出現在5月中旬到8月中旬的北半球，並從11月中旬到2月中旬出現在南半球。儘管北半球和南半球出現了明亮的雲層，但在北半球觀測到的頻率比南半球更加明顯，可能是因為南半球的陸地面積很小，而觀察者的數量相對較少。

然而，近年來，發光雲的範圍已經擴展到緯度為40°的區域，並且數量增加並且亮度變得更強。發光雲擴大的原因和頻率的增加仍不清楚。該研究發現，發光雲對氣候環境極其敏感，因此一些科學家推測，溫室氣體排放的增加可能導致發光雲的頻繁發生 - 溫室氣體導致地球上層大氣降溫，低溫是雲形成的必要條件。

2009年9月，美國宇航局推出了「帶電粒子氣體釋放測試」火箭。測試的目的是在地球大氣層的最外層產生人造雲，以模擬發光雲的現象。科學家們希望用這個測試來研究發光雲內的氣體和塵埃顆粒的分布。

科學家認為，在不可預測的天氣變化中，無論採用何種機制，他們都可以最終建立預測模型，以準確預測雲是否會因人類行為而改變的大氣層發生變化。對全球氣候產生影響。

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