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最后更新:2022年2月17日

另一项气候威胁:地球笼罩在阴影与潮湿之中

多云天空
天空布满密云,仅允许漫射光透过。图片来源:astronoo.com

天空自我遮蔽:变暖的直接后果

全球变暗现象在全球变暖的物理学中找到了日益明显的解释。较暖的大气层容纳水蒸气的能力增强。根据克劳修斯-克拉佩龙关系:温度每升高1度,空气可多保留约7%的水分。这些水蒸气上升并凝结,催生了更浓密、更持久的云层覆盖。

一个复杂的反馈循环

云量的增加对气候本身并非没有影响。 云层扮演着双重角色:它们将部分太阳辐射反射回太空(遮阳伞效应),同时也会捕获地球释放的红外辐射(温室效应)。 这种云反馈的净效应是现代气候学面临的最大挑战之一。 近期卫星观测表明,在某些地区冷却效应占主导地位,而在其他地区则增温效应更为显著。

一个更暗更湿的星球

这种热致变暗的后果已经显现。 云层入侵是气候变化正在发生的可见标志。 它提醒我们,每升温0.1度,就意味着空气中水分增多、云层更厚、直射阳光减少。 热带和温带地区云量呈增加趋势,冬季更阴郁,夏季阳光更难穿透云层。

云量及大气湿度的演变
气候带水蒸气增加(1990-2025年)云量变化对日照的影响
热带地区(亚马逊、刚果盆地、印度尼西亚)+6% 至 +8%对流云显著增多下降4%至6%
温带地区(欧洲、北美)+4% 至 +6%层云和层积云增加下降2%至4%
北方地区(西伯利亚、加拿大、斯堪的纳维亚)+5% 至 +7%夏季低云更加频繁明显的季节性下降
温带南美洲(阿根廷、智利、巴西南部)+4% 至 +6%前方云量增加下降3%至5%
南部非洲(纳米比亚、博茨瓦纳、南非)+3% 至 +5%更具侵入性的海洋云层下降2%至4%
澳大利亚和新西兰+4% 至 +6%沿海和旋风气旋云量增加下降3%至5%
南极地区和南大洋+5% 至 +7%更频繁的低云,加速融化适度减少但复杂的反照率效应

来源:NOAA Climate.gov 和 IPCC 第六次评估报告第一工作组第七章(2023年),NOAA CPC。

我们正走向一个更黑暗还是更光明的世界?

这个问题将全球变暖引发的两种相互矛盾的趋势对立起来。

一方面,水汽增加(每升温1度增加7%)会催生更密集的云层,将我们推向更阴暗潮湿的世界。因此,持续变暗情景预测热带地区高云和温带地区层云将显著增加,到2100年日照量将减少5%至10%。

另一方面,污染性气溶胶的减少会降低云层反射率,使更多光线穿透大气,从而加速全球变暖。自20世纪90年代以来,欧洲和北美通过实施严格的防污染标准大幅减少了排放,导致21世纪初以来这些地区的太阳辐射量每十年增加1%至2%。因此,随着气溶胶迅速消散而出现的突然增亮现象,可能暴露出此前被掩盖的变暖效应,引发"辐射崩塌":天空重现蔚蓝光芒,而地球却经历着前所未有的热力加速。

关键要点

一个确定性浮现出来:未来的世界将与过去截然不同。 无论我们走向更黑暗还是更光明的世界,这些变化都将对生态系统、农业、能源生产和人类福祉产生重大影响。

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