懷俄明大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)了一項研究，發(fā)現(xiàn)源自南非的生物質(zhì)煙霧飄移到東南大西洋，大大增強了那里低層云的亮度-產(chǎn)生了一種反射過程，實際上有助于冷卻地球并抵消溫室效應(yīng)。 。

“如果改變了粒子，就改變了云的組成，” 大氣科學(xué)系的威斯康星大學(xué)教授和懷俄明州氣候科學(xué)優(yōu)秀教授劉曉紅說。“在我們的研究中，我們發(fā)現(xiàn)煙霧降下來并且可以在云層中混合。改變的云更能反射陽光。明亮的云層抵消了溫室效應(yīng)。它會產(chǎn)生冷卻。”

Liu是3月5日(今天)在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上發(fā)表的題為“ 來自南部非洲的生物質(zhì)煙能顯著提高東南大西洋層積云的亮度 ”的論文的通訊作者。。該期刊是世界上最負盛名的多學(xué)科科學(xué)叢書之一，涵蓋范圍涵蓋生物，物理和社會科學(xué)。

柳河大學(xué)研究小組的威斯康星大學(xué)研究助理鄭露是該論文的主要作者。兩人利用位于夏安的國家大氣研究中心(NCAR)-懷俄明州超級計算中心進行了煙霧及其對云的影響的高分辨率計算建模。

該論文的其他撰稿人來自馬里蘭大學(xué)-巴爾的摩縣大學(xué)(UMBC)。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);美國宇航局戈達德太空飛行中心;和密歇根大學(xué)。

多年以來，科學(xué)家們斷定，煙霧總體上通過吸收煙霧下的云層會反射的光來減弱云層的冷卻效果。這項新研究沒有對這種現(xiàn)象提出異議。然而，更重要的是，這項新研究發(fā)現(xiàn)煙霧和云層比以前認為的更接近。這使云層更能反射光，從而加快了云層的冷卻效果。這是由于煙霧中的微小氣溶膠顆粒充當(dāng)了形成云滴的核心。

“本文的目的是研究這些競爭過程。該論文的合著者，UMBC物理系副教授張志波問。

使用先進的計算機模型，Liu解釋說，自工業(yè)革命以來，人類活動產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)提供了每平方米1.66瓦特的溫室效應(yīng)，并在全球范圍內(nèi)均勻分布。火災(zāi)煙霧產(chǎn)生更大的冷卻效果：每年火災(zāi)季節(jié)，在東南大西洋上每平方米7瓦。

“我們的團隊是第一個量化這種增亮效果的人，” Liu說。“這(云中的煙霧)將更多的太陽輻射反射到太空，從而減少了到達地球表面的太陽輻射。這會產(chǎn)生冷卻效果。”

每年七月至十月的火季期間，來自南非的燃燒生物質(zhì)的氣溶膠都會散發(fā)到大氣中。許多是野火，而其他大火是有意清除農(nóng)田的。劉說，這些大火產(chǎn)生了大量的煙霧，以至于它們在太空的衛(wèi)星圖像上都可以觀察到，并指出了他電腦屏幕上顯眼的紅色斑點。

劉解釋說，這些氣溶膠向西穿越東南大西洋，并與下面的層積云層相互作用，層積云層位于海平面以上約1公里處。

先前的研究表明，這種氣溶膠通過散射和吸收太陽輻射極大地攪動了大氣輻射平衡的頂部，并通過改變低層對流層的穩(wěn)定性改變了云的性質(zhì)。

劉說，這項最新研究利用最先進的計算機建模和衛(wèi)星觀測技術(shù)，發(fā)現(xiàn)混入云中的氣溶膠充當(dāng)了云凝結(jié)核，并增加了平積云的亮度。這導(dǎo)致地球大量冷卻。

該研究小組最終希望通過改善這種氣候模型如何解釋云以及與從各種來源(包括發(fā)電廠，汽車，沙漠和海洋)排放的氣溶膠相互作用的方式來完善全球氣候模型。隨著時間的推移，他們計劃量化氣溶膠對地球氣候系統(tǒng)的冷卻作用的程度，這可能掩蓋了CO2的溫室效應(yīng)。但是，這種掩蔽的程度是未知的。

“這就像一個難題，”劉說。

美國能源部科學(xué)辦公室，NASA和位于夏安的NCAR-懷俄明州超級計算中心對這項研究提供了支持。