云与地球气候

虽然云可以随时覆盖地球天空的3/4，但云仍然是天气预报中最神秘的因素之一。

云的作用不仅仅是雨雪。科学家现在已经意识到，通过吸收和反射太阳光，云也有助于控制地球周围的能量流动。事实上，浮在我们头顶的云对地球气候的影响比我们想象的要大得多。关于云与气候变暖之间关系的最新研究为我们提供了一个关于如何看待云的新视角，这将有助于科学家更准确地预测未来的气候变化。以下是在这方面取得的一些最新研究进展。

云是地球气候的神秘仲裁者

过去，研究人员认为云的存在是相对短暂的，因此它只被视为最近的天气变化指标，而不是影响长期天气变化的主要因素，但现在他们逐渐意识到了多少云在地球上接收的阳光。阳光反射到太空，对全球气候变化产生影响。目前，科学家正在使用卫星，传感器和研究飞机来观察云在阳光和热量之间传播时的影响。

地球吸收太阳热量并使空气变暖，而云则是含有水蒸气的高温空气的产物。随着海拔的升高，大气层变得越来越冷，而冷空气则可以保持较少的水蒸气。一些水蒸汽沉积在灰尘颗粒或盐颗粒上，凝结成小水滴或冰晶，形成液态或固态水。这就是云。由于云可以散射光，我们可以看到云在天空中漂浮。

穿过云层的阳光将热量带到地球表面，这种热量最终消散。地球如何消除这种热量？有两种方式，一种是以红外能量的形式直接辐射，另一种是暴露在大气中。分子（主要是二氧化碳和水蒸气）被液态水和云中的冷冻水吸收。太阳的短波辐射通过大气注入地下，地面变暖发出的长波辐射被大气中的二氧化碳和其他物质吸收，从而产生大气变暖的效果，也就是温室效应，这样就可以获得地球的生命和热量。

这种现象也解释了为什么阴天的夜晚通常比阳光充足的夜晚更温暖，因为地球需要在白天释放被困在云层中的热量。

20多年前，科学家们开始重新审视云的作用。当时的研究人员怀疑二氧化碳和其他温室气体与化石燃料有关并导致地球过热。计算机模型还表明，空气中二氧化碳含量的增加会增加地球的温度，暖空气也会含有更多的水蒸气，这可能会使温室效应增加50？

然而，在20世纪80年代早期，气象学家无法预测云对未来长期气候变化的影响。直到1989年，美国科学家发表了他们的研究结果：云对地球的冷却效应大于其在增加热量方面的作用。云可以将地球表面约60瓦的灯泡的热量减少0.5平方米。如果天空中没有云，地球它可能比现在更热。

云可能有助于防止热带地区过热

热带海洋中有几个非常炎热的地区，例如印度尼西亚附近的西太平洋，许多水蒸气蒸发，使当地的气氛变得热烈。热空气应使海洋变暖，使更多的水蒸发，产生更多的水蒸气，这成为一个无法控制的恶性循环。但是，该地区的海水温度很少超过30°C。显然，必须有一个“制动系统”来控制这个区域的恶性循环，而研究“制动系统”作用的是云。一些热带热点的天空产生大量的积雨云，形成云砧，覆盖几平方公里的水域。海洋越热，海洋上的云砧越多，云砧越多，反射的阳光越多，遏制海洋持续变暖的效果。

气候变暖导致低空云层减少

根据一项新研究，随着海洋变暖，漂浮在东北太平洋上空的云将逐渐消散。研究人员称这种现象是气候变暖的“恶性循环”。该研究表明，低空云可以将太阳光反射回太空，从而降低海洋温度并使地球降温，而气候变暖将逐渐减少帮助降温地球的低空云层。低空云通常由水组成，包括人们在阴天时看到的那些较暗和较平坦的云。

计算机模拟表明，如果气候变暖增加了低空云层中的云量，云可以阻挡入射的太阳辐射并导致冷却。在这种情况下，云为气候变化提供了“负面反馈”效应;如果气候变暖减少了低空云层中的云量，它将带来更多的太阳辐射。在这种情况下，云为气候变化提供了“积极反馈”效应。科学家们注意到，在过去的50年里，低空云层的云层一直处于“正反馈”循环模式。也就是说，气候变暖会降低云层的覆盖范围，随着云量的减少，照射地球表面的太阳光量会增加，从而使天气变暖。科学家认为，不同卫星收集的云数据会有所不同，地面观测也是主观的。因此，基于这些不完美观测的气候变化趋势分析有时是值得怀疑的，但来自云的信号是真实的。

这样，对低空云的进一步研究具有特殊的意义。了解导致低水平云减少的气候变暖趋势将有助于提高气候模型中云模拟的准确性，从而更准确地预测未来的气候变化。

海洋层云反射阳光像镜子

由200多名科学家组成的国际科学家小组进行的一项新研究表明，太平洋上空的云层对全球气候和天气系统产生了影响。根据这项研究，由于太平洋上的一些云层比美国大，它们对地球的气候影响很大。

科学家们正在研究一种称为“地球层状云”的云系统。当深海的冷海水涌向海面时，海面温度下降，水汽凝结上升，海洋层云大。形成了。本研究使用了两架研究飞机。当飞机穿过低空云时，科学家们从安装在飞机上的探测器收集数据，以了解云系统如何形成，如何反射太阳光，以及决定云系统持续时间的因素。

漂浮在东南太平洋上空的海洋积云的高度一般不超过海平面2000米，几乎全年都会出现。科学家们已经开始认识到海洋上的这些大云对地球气候的影响：它们就像一面巨大的镜子，将太阳光反射回太空，限制了到达地球表面的太阳光。

参与该研究的科学家们也希望了解智利和秘鲁沿海的采矿活动是否会影响云的特征。在采矿过程中，一些微小的矿物颗粒被带入高层大气中，当与大气中的水蒸气接触时形成水滴。科学家打算收集数据来评估矿物颗粒是否会对降雨产生影响，以及填充矿物颗粒的云是否会比正常云更能反射阳光。

发光的云经常发生或与温室气体排放有关

若干年前，北欧居民第一次看到了奇怪的发光云。摄影师拍摄了奇怪的银蓝色层，像卷须一样，穿过丹麦，北爱尔兰和苏格兰的凄凉天空。

发光的云是地球大气层中最高的云，达到地球表面以上80公里的高度。由于高度的原因，在日出之前或日落之后，发光的云彩可以在地平线下的阳光下发光。发光的云通常是无色或浅蓝色，偶尔是红色，绿色和蓝色。发光云的形状有时是一条没有特殊功能的带状物，有时具有独特的条纹，波浪形或漩涡状。就像熟悉的低空云层一样，发光的云层是由水滴附着在尘埃粒子表面（40到100纳米的微小水晶冰晶）形成的。高空尘埃和水蒸气的来源不确定。有些人认为尘埃可能来自微小的流星，或来自对流层的火山灰和大气尘埃，水蒸气可能通过对流层顶的间隙上升到上层。

人类长时间没有找到发光的云，他们还没有完全理解发光云的原因。在1883年喀拉喀托火山爆发后的两年内，首次发现了发光的云，但尚不清楚发光云的出现是否与火山爆发有关。此外，太阳活动，气候变化，太空尘埃和火箭发射也可能是这种云现象的原因。

光亮的云层通常只出现在北纬和南纬500到700之间。它们出现在5月中旬到8月中旬的北半球，并从11月中旬到2月中旬出现在南半球。尽管北半球和南半球出现了明亮的云层，但在北半球观测到的频率比南半球更加明显，可能是因为南半球的陆地面积很小，而观察者的数量相对较少。

然而，近年来，发光云的范围已经扩展到纬度为40°的区域，并且数量增加并且亮度变得更强。发光云扩大的原因和频率的增加仍不清楚。该研究发现，发光云对气候环境极其敏感，因此一些科学家推测，温室气体排放的增加可能导致发光云的频繁发生 - 温室气体导致地球上层大气降温，低温是云形成的必要条件。

十年前，美国宇航局推出了“带电粒子气体释放测试”火箭。测试的目的是在地球大气层的最外层产生人造云，以模拟发光云的现象。科学家们希望用这个测试来研究发光云内的气体和尘埃颗粒的分布。

科学家认为，在不可预测的天气变化中，无论采用何种机制，他们都可以最终建立预测模型，以准确预测云是否会因人类行为而改变的大气层发生变化。对全球气候产生影响。