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雲 對地球有多重要?

很多小夥伴都看過《後天》這部電影。影片中,洋流導致了氣候劇變,短時間 大陸球天寒地凍,像是進入冰河時代。但是,如果說《後天》里的可怕災難與天上的雲有關,很多小夥伴會不會驚訝地來個What?它們之間究竟有什麼聯繫?

影片《後天》

雲,原來是地球的保護層

雲是神奇的:它有時是彩色的,有時是烏黑的;有時像可愛的棉花糖,軟軟的,有時像潔白的羽毛,飄浮著;有時它能組成彩霞萬里的絕美風景,有時也能帶來傾盆大雨甚至冰雹。

雲是調皮的:有時它會改變太陽光傳輸的方向,通過反射,折射和散射打散太陽光束的傳播,又或是直接將太陽光擋在地球之外,使地球變得涼爽;有時它也會面帶慈愛的笑容,呵護地球,阻止地球的熱量流失,溫暖大地。

雲本身具有輻射性,向地球表面輻射熱量

從科學角度講,雲是大氣中的水蒸氣遇冷液化成的小水滴或凝華成的小冰晶混合組成的漂浮在空中的可見聚合物。按照雲的高度我們把它可以分為高雲、中雲、低雲。通常情況,高雲是指7000米以上的雲,2000米-7000米間的云為中雲,2000米以下稱為低雲。在形態上,高雲中多為捲雲,中雲中多為積雲,低雲多為層雲。雲的厚薄不一,厚的可達七八千米,薄的只有幾十米。

在微觀上,雲是顆粒狀的,是地球的保護層,可阻擋太陽的電磁輻射,降低地球表面溫度,使地球在夏季不會太熱;也可反射來自地球的熱輻射,增加地球溫度,使地球在冬天不至於太冷。

雲少了,會怎樣?

可能有些小夥伴腦子裡彈出一句「沒感覺雲有多重要啊」,讓我們來看一個案例。

在2011年冬季,南極雲量比往年少很多,出現極大的負異常(作者註:負異常是指異常偏少)。打個比方,就像往年南極冬季的天空都是穿著羽絨服,捂得嚴嚴實實,而2011年穿的是薄外套。這讓南大洋海水中大量熱量散失,各海域比以往結了更多的冰。海冰出現強正異常(作者註:正異常是指異常偏多),南極總冰面積和厚度達到了一個歷史高點。

這種現象,使南極的海冰更有能力去經受接下來春季和夏季的漂流與融化。所以到了2012年夏季,仍有很多冰存留下來,造成了當年夏季海冰的正異常。

海冰是海水與大氣熱量和物質交換的阻隔層。海冰的異常會導致海洋環境和大氣環境的異常,這些異常過程易誘發極端天氣或氣候異常事件。

據美國國家海洋和大氣管理局NOAA發布的《2012年氣候狀況》報告:2012年全球陸地表面平均溫度和海洋表面平均溫度均躋身於有記錄以來的「十大最熱年份榜」;而2012年雨季少雨,導致巴西東北部遭遇了過去的三十年以來最嚴重的旱災;少雨和多次破紀錄的高溫天氣使北美中部也經歷了最嚴重的乾旱記錄之一;加勒比在2012年經歷了一個非常潮濕的旱季,這是50年以來薩赫勒地區降雨量最多的一年。對於這些氣候異常事件,誰也不敢說與雲沒任何關係。

2011年冬季南極雲異常,藍色為少雲,橙色為多雲

南極海冰異常分布圖

《後天》電影里的極端氣候變化就是一種氣候異常現象——氣候變暖引起的。雲增多會使北極加速增暖,引起北極海冰大量融化,生成大量浮冰,通過弗拉姆海峽流入北大西洋,使北大西洋表層積聚大量淡水,抑制海水下沉,減弱了北大西洋深層水的形成,減慢了大洋傳送帶,減少了海洋表層暖水自南向北的輸送。因此形成了多個大規模風暴雲團由北極地區向南移動,造成了電影里冰天雪地、極度嚴寒的場景。

大洋傳送帶

雲太多……也不行

雲在冬季如果有極強的正異常,極有可能引發「暖冬」,使南極結冰量減少,冰層在夏季更易融化,無冰海域越來越多。

如果極地冰川全部融化會怎樣?經科研人員計算,全球海平面會上升60米。網上一篇文章給出了全球上升50米後中國版圖的樣子,我們可以參考一下,到時候北上廣深四大一線城市可能都在水面下了……

圖中紅色線就是當時的中國的海岸線了……

不過,我們是看不到那一天的。因為還沒有等到極地冰川全部融化,人類早已被極端氣候摧殘得面目全非了,而不僅僅是海平面上升,淹沒一些陸地或島嶼這麼簡單。

讀到這裡,小夥伴臉上疑惑的表情是不是漸漸消失,改成嚴肅的表情了?原來,對於我們的生活來說,雲太多太少都不行,需要達到一個平衡量。關注云,就是關注氣候變化啊。

實際上,氣候是一個極其複雜的系統,系統里包含許多氣候因素,雲只是其中一個,不同的因素之間是相互影響,錯綜複雜的。到底什麼因素影響了氣候系統,科學家們還有很多工作要做。

不過,我們普通人能做什麼呢?隨著工業化程度越來越高,大氣中的煙塵和溫室氣體不斷增加,煙塵可作為雲的凝結核,而溫室氣體也會影響雲的形成。我們經常聽到的環保提倡(例如使用可循環的物品、綠色出行)等,其實也是為了「雲的平衡」,那麼今天你行動了么?

責任編輯: 王和   來源:科學大院 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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