卫星遥感首次实现全球气溶胶云冷却效应估算

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大气中的颗粒物被称为气溶胶。研究人员指出,气溶胶可作为云凝结核影响云滴形成:云滴数量越多,穿透云层的阳光越少,从而对气候产生冷却作用。不过,这一冷却效应会被更强的人为温室效应所抵消。

莱比锡大学表示,长期以来,要对上述影响进行可靠的全球量化评估、并测量云凝结核数量一直较为困难。该校研究人员近期与科隆大学以及荷兰空间研究所(SRON)的同事合作,利用卫星遥感观测并结合气候模拟,完成了对气溶胶影响云从而冷却气候效应的全球估算。相关成果已发表于《科学进展》(Science Advances)。

莱比锡大学理论气象学教授约翰内斯·夸斯(Johannes Quaas)在介绍研究方法时表示,评估需要将模拟与卫星测量结合,并使用地表附近的气溶胶浓度数据;他称,其他方法会带来更大的误差。

研究团队在方法设计上利用了南北半球差异。研究人员指出,由于大陆分布不均,北半球陆地面积更大、工业活动也更集中;同时,空气污染在南北半球之间存在显著差异。夸斯表示,基于这些差异可以推断空气污染在云形成中的作用。

研究人员称,新结果有助于提高对未来几十年气候变暖程度预测的准确性。夸斯表示,从总体估算看,气溶胶对云的影响可抵消约四分之一的人为温室效应。

不过,研究同时指出,随着空气质量改善,这种冷却效应将减弱。夸斯解释称,气溶胶在大气中的寿命较短,约一周后会被洗脱出大气;相比之下,二氧化碳可在大气中存在数百年。

夸斯还提到,莱比锡是研究相关过程的重要中心之一,尤其依托莱比锡大学与莱布尼茨对流层研究所的合作。团队使用从实验室测量到全球气候模拟的多种方法开展研究。此次最新研究始于2022年,基于美国航天局(NASA)与SRON的卫星观测数据以及气候模拟。

夸斯表示,围绕气溶胶与云仍存在许多不确定性。在研究项目“CleanCloud”中,研究人员计划进一步探讨一系列问题,包括随着空气质量持续改善、云变得更“清洁”后,雷暴可能出现的变化。


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