未来气温上升或将低于预期
云是由被称作气溶胶的微小颗粒凝结而成。人类污染形成的气溶胶(主要以硫酸的形式呈现)造成了多云阴暗的天空。这就是为什么科学家通常认为,远古时代地球的天空要比现在晴朗得多。然而,现在有三个新的研究成果表明,从树木中自然释放的气体也能形成云的种子颗粒。这不仅说明过去的天空云雾较多,同样也表示未来的天气有可能会更加凉爽。假如地球的气候对日益增多的二氧化碳不那么敏感的话,那么正如研究所证明的那样,未来的气温可能不像预期的那样上升那么快。
许多科学家认为人类活动所产生的二氧化碳正在使地球变暖,但针对地球气候对这些变化的敏感程度这一问题,存在很大分歧。其中一个争论的焦点就是二氧化硫的影响,因为在现代二氧化硫几乎上升了7倍。二氧化硫与氧和水反应形成硫酸,硫酸会帮助形成气溶胶颗粒,从而形成云雾的种子。由于云会把阳光反射回太空,因此任何额外的云层都有可能抵消掉一部分温室效应。
新的研究结果显示,过去的云雾可能要比科学家认为的要多。没有参与此项研究的加州大学大气化学家克里斯•卡帕(Chris Cappa)说:
长期以来,人们认为硫酸是促成云形成的关键因素,但研究结果有力地证实了新颗粒的形成不需要硫酸。”
为了模拟古代大气状况,一组研究人员利用瑞士日内瓦欧洲粒子物理研究中心(CERN)的云控制室进行了实验,它的大小跟公交车差不多。该研究中心的粒子物理学家贾斯珀•柯克比(Jasper Kirkby)加入了由空气中存在的天然氧化剂和松类植物释放的有机碳氢化合物组成的混合物。碳氢化合物会被迅速地氧化掉。云控制室里唯一的另一种物质是宇宙射线,它是一种来自外太空的高能射线,可以使那些微小颗粒集结在一起形成气溶胶,并不需要硫酸。事实上,甚至往云控制室里加入低浓度硫酸时,气溶胶的形成率没有受到影响。同时发表在《自然》杂志上的另一个云实验证实,这些氧化的微小颗粒有可能快速生成大小足以形成云雾种子的颗粒。
在探索古代大气环境的过程中,研究人员在位于瑞士阿尔卑斯山3500米高的少女峰高纬度研究站,对气溶胶的形成进行了测量(见左图)。他们发现了更多的由周围有机颗粒形成的气溶胶,且观察到了没有硫酸的有机颗粒。瑞士保罗•谢尔(Paul Scherrer)研究所的大气化学家,少女峰研究负责人费德里克•比安奇(Federico Bianchi)认为,悬浮颗粒群主要由有机物构成,其研究成果发表在《科学》杂志上。
所有研究人员都强调,硫酸仍然是当今地球上促成云雾形成的主要因素。因为如今通过植物形成云的途径比前工业时代弱化了许多。然而,这些气候模拟实验不能仅仅因为过去没有那么多的二氧化硫就简单地认定古代的云雾比现在少。假如古代的云雾覆盖面接近今天的水平,那么由于污染所引发的云冷却效果就不太明显了,这意味着仅靠温室气体的增加并不会使地球温度有大的升高。换句话说,地球已经不再像以前认为的那样对温室气体那么敏感了,未来的碳排放,也不会使温度大幅度提升。保罗•谢尔研究所的乌尔斯•巴尔滕施佩格(Urs Baltensperger)说:
研究人员目前正在探索更为精准的预测方法,以及这一新发现对预测未来气候的影响。”
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