云对气候变暖的反应,大多数研究盯的是海面上的云,而不是山上的云。就算有人研究山云,也多半在看云的微观物理,而不是云相态的长期趋势。但有一片区域的云,值得单独拿出来看——青藏高原。它供养着数以亿计人口的水源,而积雪减少、降水格局改变,正在威胁这个关键水源。
Zhang 等人做了一件补空白的事:研究全球山地区域云相态的长期变化。他们用卫星观测和气候数据,时间跨度是 2003 年到 2022 年,分析了青藏高原、欧洲阿尔卑斯山、安第斯山、阿巴拉契亚山、落基山以及它们邻近低地的云量、云顶温度和云高。
先说一个背景概念。云会随全球变暖在垂直结构和相态上发生变化,相态包括液态、冰态,以及介于两者之间的过冷液态。说人话就是:云不只是"有"或"没有",它内部是水还是冰、在什么高度、顶部多冷,都会变。
研究人员的发现可以拆成两半来看,这也是这篇研究最有意思的地方——同样是变暖,不同高度的云,反应方向不一样。
第一半:大多数山区的云,垂直发育被压制了。
在大多数山地区域,暖液态云和冰云相态都有增加,但云的垂直发展受到抑制,过冷相态的云变少了。山上的冰云云顶还升高了、变冷了,速度是邻近低地云的 2 到 4 倍。
第二半:过冷云的反应,取决于它在哪里。
在低地和海拔较低的山地,过冷云云顶会变暖,然后下沉——这个模式说明云的垂直结构发育被压制了。但在海拔最高的山区,也就是青藏高原和安第斯山,过冷云反而能继续变冷、继续上升。
为什么会有这种差别?研究给出了两种可能的解释,注意,是"可能"。
在青藏高原,这种变化可能与低海拔地区更强的变暖有关,它破坏了该区域的垂直热力廓线稳定性,让云能发展到更高、更冷的空气里。在安第斯山,更冷更高的云则与大气中更多的水汽含量有关。
把两半合起来看,结论指向一件事:高海拔的云,对变暖的反应既和其他区域的云不一样,也更强烈。
不过这项研究并没有到此为止。作者指出,还需要更多研究去弄清楚,青藏高原和安第斯山上冰态高海拔云的变化,会如何影响云在地球大气中截留辐射能量(包括热量)或把它反射回太空的方式。这类研究可能有助于改进区域辐射能量收支的估算。
换句话说,云在山上"往上跑"这件事,本身已经被观测到了,但它最终对地球能量账本意味着什么,科学界目前还没有定论。
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