更亮的云对抗气候变化

浮游生物形成的云比污染形成的云明亮得多,可以用来帮助应对气候变化。
2015年7月23日

明亮的云层能解决气候变化的问题吗?在云层之上一项新研究于本周发表于科学的进步该研究表明,浮游生物——漂浮在海洋中的微小生物——形成的云比污染形成的云要亮得多,可以用来帮助控制地球的温度。

云通过将阳光反射回太空来调节地球的气候。更亮、更白的云反射更多的阳光,使地球保持凉爽。

了解这些云是如何形成的,以及是什么控制了它们的亮度水平,可能会导致“云白化”机制的发展,以应对未来的气候变化。

来自利兹大学的丹尼尔·格罗夫纳(Daniel Grosvenor)是一个研究小组的成员,他研究了南大洋,即南极洲周围广阔的偏远水域,以观察那里的云形成与更多工业地区的云形成有何不同。格罗夫纳说:“南大洋是地球上最偏远的地区之一,所以通过研究那里的云形成,我们可以一窥前工业时代云是如何形成的。”

目前的气候模式在模拟南大洋气候方面要弱得多,因为有关该地区的信息较少。格罗夫纳和他的合著者的工作正在帮助“填补空白”,让我们更好地了解在工业因素发挥作用之前云形成的基线水平。格罗夫纳解释说:“如果我们要了解人类如何影响云的形成,我们首先需要知道云是如何自然形成的。”

为了形成云,空气中的水滴需要一些东西来附着——“种子粒子”。这项新研究发现,与北半球50%的云是围绕污染颗粒形成的不同,南大洋上一半的云实际上是浮游生物的种子,相应地更亮。

海洋生物可以通过两种方式帮助云的形成。首先,浮游植物(微小的植物)释放气体,如二甲基硫化物,这是光合作用的副产物。这些气溶胶气体是云形成的种子粒子,就像污染物在人口密集地区的作用一样。第二种方法是直接通过聚集在水面上的有机物质,将其搅拌成泡沫状的浮渣。被海浪抛到空中的微小颗粒是云形成的种子。

南大洋上空的云层之所以更亮,是因为云层内部的水滴组成。云反射的阳光取决于悬浮在云中的液体的数量和水滴的大小。对于一定数量的液体,如果水分布在更多的小水滴中,云将看起来更白,因此反射更多的阳光。因此,小水滴的浓度越高,云的反射率就越高,而大水滴的浓度越低。

“这有各种各样的地球工程应用,”格罗夫纳说。“一个例子是用铁给海洋施肥,导致浮游植物大量繁殖,结果增加了云形成种子的数量。更高浓度的反射率云可以作为对抗全球变暖的一种方法。”

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