您可能认为云是遍布地球的云,但事实并非如此。
如果你在南半球,那里的云与北半球的云不同,更丰富,反射性更强,这是科学家们非常熟悉的事实,但无法完全解释。
现在,新的研究进一步阐明了为什么云在两个半球的运作方式不同,特别是上升气流所扮演的角色——暖空气的向上运动导致云的凝结和形成。
该研究用了三年时间雷达数据(2018-2021)覆盖德国莱比锡、塞浦路斯利马索尔和智利蓬塔阿雷纳斯——在后一种情况下,这是该地区有史以来收集的最长的数据集,作为达卡波-比索(南大洋原始环境中的动力学、气溶胶、云和降水观测)。
该地区如此原始的原因(这一点延伸到整个南半球)是因为该地区很大一部分是海洋而不是陆地。这意味着空气更清洁,云滴周围冻结的气溶胶颗粒更少,云层更明亮。
“南半球中纬度地区的云结冰要少得多,并且在相同温度下含有更多的液态水,”气象学家帕特里克·塞弗特说,来自德国莱布尼茨对流层研究所(TROPOS)。
“这意味着它们对入射阳光以及地球表面发出的热辐射的影响与北方不同。”
研究发现,免费的差异最为明显对流层,空气聚集在海拔较高的地方,受当地污染的影响较小。在 -24°C 至 -8°C(-11.2°F 至 17.6°F)之间的温度下,蓬塔阿雷纳斯上空的云形成冰的频率平均比莱比锡上空的云少 10% 至 40%。
这与先前的研究,但团队还发现了一些新东西。所谓的重力波,即太平洋西风与安第斯山脉碰撞时产生的空气抬升,是一个重要因素,也是大气污染的一个重要因素,尤其是在空气更冷的情况下。
“通过测量云层内的向上和向下的风,我们能够检测到受这些波浪影响的云层,并将它们从总体统计数据中过滤掉。”气象学家马丁·拉登兹说,来自 TROPOS。
“这使我们能够证明,在低于 -25°C [-13°F] 的温度下,这些重力波,而不是冰核的缺乏,是造成云滴过多的主要原因。”
下一个问题是这是否是智利独有的现象,或者重力波是否对公海产生影响。需要进一步的测量来弄清楚云中多余的液态水有多少是上升气流,有多少是冰晶。
研究人员表示,这些差异本身就非常有趣,但存在一个问题:全球气候模型在代表南半球的辐射平衡方面不够准确。
为了尽可能有用,已经很复杂的气候模型需要考虑区域差异,无论是在莱比锡这样的城市建成区,像蓬塔阿雷纳斯这样空气更清澈的地区,还是人为污染和自然沙漠混合的地区像利马索尔这样的灰尘颗粒。
研究人员报告说,这一发现部分归因于偶然:因为全球范围内实施的旅行限制之后,他们将监测系统又保留了两年,这使他们能够考虑额外的影响,例如 2019/2020 年期间从澳大利亚飘来的野火烟雾。
“通过 DACAPO-PESO,我们填补了南半球长期存在的测量空白。”大气科学家鲍里斯·巴尔贾说,来自智利麦哲伦大学 (UMAG)。 “免费提供的数据现在可以帮助改进当前的气候模型。”
该研究发表于大气化学与物理。