云的形成取决于许多因素,包括大气温度和空气中的水蒸气含量,但我们也许可以在混合物中添加另一个影响:宇宙射线光束穿过太空。
新的研究表明,这些射线能够通过辐射爆发播种云,影响天气状况,甚至在长期。
丹麦技术大学(丹麦科技大学或 DTU)的科学家表示,他们的实验表明,来自太阳和其他超新星的不同辐射可能会导致我们的天气发生变化 - 但并非所有人都相信。
艺术家对宇宙射线撞击大气层的印象。 (H.斯文斯马克/DTU)
“我们终于解开了太空粒子如何影响地球气候的最后一块拼图。”首席研究员说亨里克·斯文斯马克.
“它让人们了解太阳活动或超新星活动引起的变化如何改变气候。”
我们天空中的云是从云凝结核:即水蒸气凝结在所谓的气溶胶上,例如大气中的小块灰尘、冰和盐。 当水蒸气量和温度条件恰到好处时,就会发生这种情况。
然后是宇宙射线、由质子以及氢和氦等元素的原子核产生的高能辐射。 这些射线由太阳和其他恒星物体喷射出来,穿过我们的整个宇宙。
我们知道,当宇宙射线撞击地球大气层时,它们会产生大量带电的“次级”粒子或离子。
斯文斯马克和他的同事提出的是,这些离子向气溶胶添加了额外的物质,最终形成更大的云,并影响云层覆盖和地面温度。
为了测试这一点,他们搭建了一个 8 立方米(约 283 立方英尺)大小的测试室。 当带电粒子通过腔室时,他们能够从气溶胶中形成更多的小云。
研究人员还制作了计算机模型来支持他们的假设,即额外的宇宙射线活动可能会产生更多的低云,最终使地球表面冷却。
根据他们的实验和建模,该团队估计气溶胶增长率的 5-50% 可能归因于离子——这是基于在室内进行的两年测试,总共超过 3,100 小时的数据样本。
研究小组表示,宇宙射线活动的巨大变化,比如超新星爆炸,甚至可能引起足够的差异,从而改变地球的温度。
然而,研究人员自己也承认,他们的部分假设是“推测性的”——云的形成有很多因素在起作用,实验室中的云室不可能正确模拟地球大气层。
虽然研究结果表明宇宙射线至少在云的形成中发挥了一定作用,但有关对气候变化影响的说法必须与我们掌握的证据进行权衡温室气体的影响以及地球上的其他因素。
“就其本身而言,这是一个有趣且可信的结果,如果它经得起更详细的审查,它可能会证明对气溶胶微物理学的重要贡献,”大气科学家哈米什·戈登说,来自英国利兹大学。
“然而,这距离‘解释太空粒子如何影响地球气候的最后一块拼图’还很遥远。”
最近的研究戈登和其他人在欧洲核子研究中心进行的研究表明,人类和树木释放的粒子对云层的影响可能比来自太空的粒子雨要大得多。
“在过去几千年的气候中,[宇宙射线]不会对大气中总体的云播种粒子浓度或温度产生明显的影响,”戈登告诉瑞安·曼德尔鲍姆。吉兹莫多。
无论我们头顶上发生了什么——我们仍然只是理解这一切的一部分——宇宙射线活动可以增加云层形成的想法在未来将值得研究。
“离子诱导凝结理论应纳入全球气溶胶模型,以充分测试其对大气的影响,”研究人员得出结论。
研究结果发表于自然通讯。