分析模拟云的气候科学难题

一项研究在加州大学戴维斯分校,表明云量和气温受水汽的浮力影响。这一效应目前在一些主要的全球气候模型中被忽略了。

分析模拟云的气候科学难题

2002年,云在加利福尼亚海岸形成。图片来源:美国国家航空航天局

该研究也在自然地球科学日报》。

全球气候模型是研究地球气候、预测其未来变化并为气候政策制定提供信息的主要工具。然而,气候模型往往对未来变暖的确切程度有所不同。这在很大程度上是他们对云的表征的结果。

气候模型是我们预测未来气候变化的最佳工具重要的是,我们要积极地尝试改进它们

杨达,研究第一作者,加州大学戴维斯分校大气科学助理教授,劳伦斯伯克利国家实验室教师科学家

冷空气会上升吗?

传统上,人们认为热空气上升;然而,在热带大气中,情况似乎正好相反。杨和他的合作者的一项早期研究表明,冷空气在热带地区上升,因为潮湿的空气比干燥的空气轻。这种效应被称为蒸汽浮力,它控制着穿过亚热带海洋的低云的数量。

蒸汽浮力影响着低云的分布——我们在加利福尼亚海岸看到的低云对全球能量平衡有很大贡献准确预测未来气候变化的最大挑战是云,所以我们必须正确计算蒸汽浮力

杨达,研究第一作者,加州大学戴维斯分校大气科学助理教授

该研究指出,在23个被广泛使用的气候模型中,有6个还不包括这种效应,因为水蒸气是一种微量气体,所以它的浮力效应被视为微不足道。

然而,研究表明蒸汽浮力效应比之前认为的要重要得多。在没有水汽浮力的气候模型中,在一些地区,低云量可能会下降约50%。

云如何影响气候变化

低云是对气候变化和地球能量平衡最重要的云层之一,因为它们往往会反射大量的阳光。低云层的减少会导致地球变暖,吸收更多的阳光。云层越低,天气就越凉爽。

在较暖的气候中,由于大气中水汽较多,水汽的浮力效应将越来越重要值得花更多的精力来了解水蒸气浮力是如何调节地球气候的

杨达,研究第一作者,加州大学戴维斯分校大气科学助理教授

这项研究的其他共同作者包括加州大学戴维斯分校的研究生赛斯·赛德尔和杨振宁团队的前成员周文宇,目前在太平洋西北国家实验室工作。

这项研究得到了帕卡德科学与工程奖学金、国家科学基金会、劳伦斯伯克利国家实验室和美国能源部的财政支持。

期刊引用

杨、D。.(2022)水汽浮力对对流层气温和副热带云的重大影响。自然地球科学doi.org/10.1038/s41561 - 022 - 01033 - x

来源:https://www.ucdavis.edu/

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