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在新的模拟中,气候变化可以使海洋上空的云层消失

2019-08-12来源:聚农网
在新的模拟中,气候变化可以使海洋上空的云层消失

我们都知道气候变化正在影响世界各地的天气系统和生态系统,但究竟如何以及以何种方式影响仍然是一个备受关注的研究课题。由高功率计算机实现的新模拟表明,一旦达到一定的二氧化碳水平,海洋上空的云层可能会完全消失,加速变暖并导致一个恶性循环。

发表在《自然》杂志上的一篇论文详细描述了新的、更为详细的模拟云的形成及其对太阳辐射的影响。来自加州理工学院的研究人员解释说,以前的模拟技术几乎没有足够的粒度来解决发生在米而不是公里范围内的影响。

这些全球气候模型在预测海洋上空的层积云方面似乎尤其糟糕——他们指出,这是一个大问题:

由于层积云覆盖了20%的热带海洋,严重影响地球的能量平衡(它们将30-60%的短波辐射反射回太空),模拟其气候变化反应的问题渗透到全球气候反应中。

需要对云进行更准确和精确的模拟,以了解温度升高和温室气体浓度增加对云的影响。这是技术可以帮助的一件事。

由于“高性能计算和大涡模拟(LES)云的进展”,研究人员能够“忠实地模拟有限区域平流层顶边界层的统计稳定状态”。“受限区域”在这种情况下意味着5×汉诺威区域详细模拟。

改进后的模拟结果显示了一些令人不快的现象:当二氧化碳浓度达到1200ppm左右时,由于过量的辐射破坏了云层顶部的冷却,导致云层突然崩塌。结果(如上图所示):云层不容易形成,让更多的阳光进入,使得供暖问题更加严重。这个过程可能导致亚热带地区气温升高8到10度。

当然也有一些警告:模拟只是模拟,尽管这次模拟很好地预测了今天的情况,而且似乎准确地反映了这些云系统中正在进行的许多进程(请记住——固有错误可能对我们不利,而不是对我们有利)。我们离1200ppm还有很长的路要走;美国国家海洋和大气管理局目前的测量结果是411,但正在稳步上升。

在新的模拟中,气候变化可以使海洋上空的云层消失

因此,这一切发生在几十年前,尽管一旦发生,将是灾难性的,可能是不可逆转的。

另一方面,像火山这样的重大气候事件可以暂时但剧烈地改变这些措施,就像以前发生的那样;地球以前也经历过这样的温度和二氧化碳水平的突然上升,云损失和由此导致的变暖的反馈循环可以帮助解释这一点。(如果你感兴趣的话,广达电脑有一篇关于更多背景和背景的精彩文章。)

“我认为并希望技术变革将减缓碳排放,这样我们就不会真的达到如此高的二氧化碳浓度,”CIT的塔皮奥施耐德(Tapio Schneider)在一份新闻稿中说。“但我们的研究结果显示,存在一些我们之前没有意识到的危险的气候变化阈值,”

研究人员呼吁对层积云不稳定的可能性进行更多的调查,以填补他们不得不在模型中估计的空白。在这个问题上,大脑(和GPU集群)越多,我们就越能更好地了解气候变化将如何在像这样的特定天气系统中发挥作用。

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