每年當森林火災在從美國加州到亞馬遜(the Amazon)、西伯利亞(Siberia)及印尼等地肆虐時,有數公噸的煤煙被釋入大氣中。氣候科學家們一直普遍認為,煙霧對於氣候的主要效應是冷卻作用,因為除了增加雲的大小及存在的時間之外,懸浮的粒子也會反射一些太陽能回太空。不過,由以色列魏茲曼科學研究所(the Weizmann Institute of Science)、美國馬里蘭州巴爾的摩縣馬里蘭大學(the University of Maryland, Baltimore County:UMBC)及美國航空暨太空總署(NASA)之科學家們進行的新研究,可能促使他們重新思考煤煙在地球氣候形成上的角色。
諸如煤煙等集體被通稱為懸浮微粒(aerosols)的空載粒子,上升進入它們與雲起交互作用的大氣中。儘管這兩者皆會將太陽能反射回太空、冷卻上大氣層、將熱量陷於大氣層下面及暖和下大氣層與地球表面,不過這兩者相會時發生什麼,是極度難以理解的,部分是由於雲是高度動態的體系。反過來,懸浮微粒對於雲具有加熱及冷卻兩種效應。一方面,水滴於浮質粒子周遭形成,因而此些粒子會擴增雲量。另一方面,粒子(特別是煤煙)會吸收太陽輻射熱、穩定大氣,因而減少雲的形成。
魏茲曼科學研究所環境科學暨能源研究部門(the Weizmann Institute`s Environmental Sciences and Energy Research Department)的Ilan Koren及Hila Afargan博士,連同來自美國馬里蘭大學及美國航空暨太空總署戈達德太空飛行中心(NASA`s Goddard Space Flight Center)的同僚們,業已首度研發出一種綜合所有上述因素來顯示何時懸浮微粒上升進入雲中,會使情況增溫及何時會使情況冷卻的分析模型。他們針對來自亞馬遜的數據測試過該模型,發現該模型在實際情況下很精確地反映了真實的狀況。
他們發表於2008年8月15日版《科學》(Science)期刊的研究發現揭露,將少量的懸浮微粒添加到潔淨的環境中,實際上會產生淨冷卻效應。不過,當愈來愈多的粒子進入雲層時,效應逐漸從冷卻轉變成加熱模式。此些研究人員也發現,原先雲量的多寡是重要的。完全被遮蔽的天空阻止了太陽輻射及於懸浮粒子,因而會對大氣及地表造成額外的冷卻作用。不過雲量較少時,較多的懸浮微粒吸收到輻射,而加熱該體系。
雲與懸浮微粒間錯綜複雜關係的精確模型,一直是人類引發之氣候變遷事態中,欠缺的關鍵部分。此些科學家認為,他們的研究發現可能有助於氣候模型製作者及決策者瞭解,燃燒樹木或產生煤煙之工業燃料的真正氣候後果。
lan Koren博士的研究是由蘇斯曼氏族環境科學研究中心(the Sussman Family Center for the Study of Environmental Sciences)、富斯菲爾德研究基金(the Fusfeld Research Fund)及塞繆爾米索里夫暨海倫光索里夫基金會(the Samuel M. Soref and Helene K. Soref Foundation)所資助。
原文網址:http://80.70.129.162/site/en/weizman.asp?pi=371&doc_id=5217
翻譯:peregrine
文章定位: