一項(xiàng)新的研究使用南半球的衛(wèi)星數(shù)據(jù)來(lái)了解工業(yè)革命期間的全球云成分。這項(xiàng)研究解決了當(dāng)今氣候模型中最大的不確定性之一，即微小的大氣顆粒對(duì)氣候變化的長(zhǎng)期影響。

當(dāng)前的氣候模型包括溫室氣體對(duì)全球變暖的影響以及大氣氣溶膠的冷卻作用。構(gòu)成這些氣溶膠的微小顆粒是由人為來(lái)源產(chǎn)生的，例如汽車和工業(yè)的排放物，以及自然來(lái)源，例如浮游植物和海浪。

它們可以直接影響地球大氣層中陽(yáng)光和熱的流動(dòng)以及與云的相互作用。他們做到這一點(diǎn)的方法之一是通過(guò)提高云的液滴濃度來(lái)增強(qiáng)其將陽(yáng)光反射回太空的能力。這反過(guò)來(lái)又使地球冷卻。反射到太空的陽(yáng)光量稱為地球的反照率。

但是，對(duì)于工業(yè)早期和今天之間氣溶膠濃度如何變化的了解非常有限。信息的缺乏限制了氣候模型準(zhǔn)確估計(jì)氣溶膠對(duì)全球溫度的長(zhǎng)期影響的能力，以及未來(lái)可能產(chǎn)生的影響。

現(xiàn)在，由利茲大學(xué)和華盛頓大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)國(guó)際研究確認(rèn)，南半球偏遠(yuǎn)的原始地區(qū)為了解早期工業(yè)氛圍提供了一個(gè)窗口。

該小組使用衛(wèi)星測(cè)量了北半球大氣層中的云滴濃度(今天的工業(yè)氣霧劑污染嚴(yán)重)以及相對(duì)原始的南洋上空。

他們使用這些測(cè)量結(jié)果量化了自1850年以來(lái)地球反照率中工業(yè)氣溶膠引起的可能變化。

今天發(fā)表在《PNAS》雜志上的結(jié)果表明，早期工業(yè)氣溶膠濃度和云滴數(shù)量遠(yuǎn)高于許多全球氣候模型目前的估計(jì)。這可能意味著人為產(chǎn)生的大氣氣溶膠并未像某些氣候模型所估計(jì)的那樣具有那么強(qiáng)的降溫效果。研究表明，這種影響可能會(huì)更為溫和。

利茲大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院研究員，丹尼爾·麥科伊(Daniel McCoy)是共同主要作者，他說(shuō)：“由于我們?cè)谠缙诠I(yè)大氣中測(cè)量氣溶膠的能力受到限制，因此很難降低變暖程度的不確定性在21世紀(jì)。

“冰芯提供了過(guò)去幾千年來(lái)的二氧化碳濃度，但氣溶膠并沒(méi)有以同樣的方式徘徊。我們可以回溯過(guò)去的一種方法是檢查一部分未被污染的大氣層然而。

“這些偏遠(yuǎn)地區(qū)讓我們瞥見(jiàn)了過(guò)去，這有助于我們了解氣候記錄并改善對(duì)未來(lái)會(huì)發(fā)生的預(yù)測(cè)。”

華盛頓大氣科學(xué)部的共同首席作者伊莎貝爾·麥科伊(Isabel McCoy)說(shuō)：“對(duì)我們來(lái)說(shuō)，最大的驚喜之一是南大洋云中的云滴濃度很高。夏季，云滴濃度的增加方式告訴我們，現(xiàn)在和過(guò)去，海洋生物學(xué)在設(shè)定無(wú)污染海洋的云亮度方面起著重要作用。

“我們?cè)谛l(wèi)星和飛機(jī)觀測(cè)中看到了高的云滴濃度，但是在氣候模型中卻沒(méi)有看到。這表明在原始環(huán)境中氣溶膠-云相互作用和氣溶膠產(chǎn)生機(jī)制的模型表示中存在差距。

“隨著我們繼續(xù)通過(guò)衛(wèi)星，飛機(jī)和地面平臺(tái)觀察原始環(huán)境，我們可以改善控制氣候模型中云亮度的復(fù)雜機(jī)制的表示，并提高我們氣候預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。”

利茲大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院的研究員萊頓·雷加雷(Leighton Regayre)的合著者說(shuō)：“支持我們氣候模型的科學(xué)一直在進(jìn)步。這些模型正在解決氣候變化中最緊迫和最復(fù)雜的環(huán)境問(wèn)題?，F(xiàn)代時(shí)代和氣候?qū)W家們一直對(duì)不確定性存在這一事實(shí)保持領(lǐng)先。

“我們只會(huì)通過(guò)定期詢問(wèn)科學(xué)來(lái)獲得應(yīng)對(duì)全球變暖所需的答案。我們的團(tuán)隊(duì)使用了數(shù)百萬(wàn)個(gè)模型的變體來(lái)探索所有潛在的不確定性，這相當(dāng)于對(duì)數(shù)百萬(wàn)的參與者進(jìn)行了臨床試驗(yàn)。

“我們希望我們的發(fā)現(xiàn)，以及對(duì)我們工作所激發(fā)的原始環(huán)境中氣溶膠生產(chǎn)和氣溶膠-云相互作用的詳細(xì)過(guò)程的研究，將有助于指導(dǎo)下一代氣候模型的開(kāi)發(fā)。”

2020年7月27日，PNAS發(fā)表了論文“云微物理特性中的半球?qū)Ρ榷认拗屏藲馊苣z強(qiáng)迫” 。