空中研究項目：科學(xué)家探測納米比亞云朵或解全球變暖謎題
時間：2016-09-07 15:54 來源：川北在線整理 責(zé)任編輯：沫朵
原標(biāo)題：空中研究項目：科學(xué)家探測納米比亞云朵或解全球變暖謎題
在納米比亞的沿海地區(qū)，一年中連續(xù)若干月會有一層煙霧持續(xù)在低矮的云層上漂移。這是研究氣候科學(xué)最棘手問題的 地點(diǎn)，這個問題就是煙霧和云層如何發(fā)生相互作用，從而影響全球變暖�，F(xiàn)在，一項空中研究項目已經(jīng)在這個“自然實(shí)驗(yàn)室”中展開。
來自法國和英國的合作者很早之前就希望可以擴(kuò)展當(dāng)?shù)貥颖緳z測區(qū)域，但該團(tuán)隊卻未能解決納米比亞方面的外交路障。在近日獲得該國外交通行之前，美國宇航局(NASA)差點(diǎn)撤銷了這一季度的飛行�，F(xiàn)在，該任務(wù)帶頭人終于舒了一口氣，渴望開始研究云層和煙霧效應(yīng)，“毫不夸張地說，這構(gòu)成了未來氣候模型中最大的不確定性”，加州NASA埃姆斯研究中心大氣科學(xué)家、氣溶膠及其相互作用觀測(ORACLES)項目首席研究員JensRedemann說。
與智利和加州一樣，納米尼亞也有著持續(xù)性的海濱霧靄：一堆低矮的、相對稀薄的層級云漂浮在離岸地區(qū)上空。其中還還有來自自然界火災(zāi)和人類生火形成的蔓延在非洲南部薩凡納稀樹草原上的煙霧。今年8月，盛行風(fēng)改變了方向，在大約3個月的時間里，風(fēng)將煙霧吹響海洋，吹到云蓋上方。在海岸附近，云層和煙霧被整齊的層面分割開來，但是在較遠(yuǎn)的西部，煙霧停留下來與云層混合。這給科學(xué)家提供了一個觀察變化的云層和煙霧之間相互復(fù)雜作用及其氣候效應(yīng)的一個理想的天然實(shí)驗(yàn)室。
大氣科學(xué)家已經(jīng)對云層和煙霧自身如何變化有了較深入的了解。例如，明亮的白色云朵能夠向空中反射光線，使地球冷卻。如果氣溶膠像火山散發(fā)的硫酸鹽粒子一樣是明亮的，那么它們也具有制冷效應(yīng)。而另一方面，煤煙顆粒則會吸收光線，使地球變熱。盡管科學(xué)家并不確切地知道非洲煙霧在海洋上漂移時會產(chǎn)生怎樣的化學(xué)反應(yīng)，他們認(rèn)為因?yàn)樗鼇碜杂谌紵闹参�，因此可能含有大量棕色的碳。那將會使其明亮度處于煤煙和硫化物之間，如此一來既能困住也能反射熱量。
當(dāng)云層和煙霧相重疊時，事情會變得更加復(fù)雜。當(dāng)非洲煙霧被吹到白色的云層上方時，它會吸收云層反射的一些熱量，從而打開調(diào)溫器。但是在云蓋內(nèi)部斷裂處，煙霧則有著相反的效應(yīng)，它比暗色的海洋表面更明亮，從而可以反射太陽輻射，減弱氣候變暖。
煙霧粒子也會影響云層。通過吸收熱量，氣溶膠能夠蒸發(fā)掉附近的云滴，使云層反射度降低，并使升溫效應(yīng)復(fù)雜化。另一方面，通過加熱大氣層，氣溶膠能夠穩(wěn)定空氣，防止云層變干、變薄。
實(shí)際上，在亮色云層的背景下，煙霧食看不見的，從而讓自上往下看的衛(wèi)星難以發(fā)力。因此，這項斥資3000萬美元的ORACLES任務(wù)將會直接飛入混合層。承擔(dān)該任務(wù)的設(shè)備將是NASA的P-3低空渦輪螺槳飛機(jī)，該飛機(jī)最初由美國海軍研發(fā)，旨在搜尋潛艇。它將在4——6公里的高度飛行，并攜帶能夠上下觀察且直接對空氣采樣的設(shè)備。其飛行路徑將會隨著各種拐彎和飛行高度的突然變化而變化。Redemann說，飛行員喜歡它，但是科學(xué)家對它并沒有那么熱烈的感情。“很多人坐它常常會嘔吐。”
一些飛行器將會停留在特定的維度與經(jīng)度上，無論當(dāng)天的云層和煙霧在發(fā)生什么，因?yàn)闅夂蚪Ｕ咝枰刂鴻M斷面收集的數(shù)據(jù)。其他的將是基于各種情況和機(jī)遇的飛行，需要根據(jù)天氣變化決定。其中的一項計劃是飛往距離非洲海岸1600公里的阿森松島，它將會跟隨煙霧層向西移動，觀察它如何隨著時間推移產(chǎn)生化學(xué)變化。
ORACLES還將采用一架攜帶ER-2(脆弱的U-2間諜機(jī)的變體)的照相機(jī)，它將會沿著20公里的高度巡航，提供背景圖像。“它是我們的私人衛(wèi)星。”Redemann說。同時，阿森松島地面上還會設(shè)置一連串的感應(yīng)器和雷達(dá)進(jìn)行監(jiān)測。
ORACLES團(tuán)隊觀測到的內(nèi)容將有助于更好地預(yù)測區(qū)域氣候變化。氣候模型顯示，在氣溫更高的未來，天氣模式將會轉(zhuǎn)變，非洲南部將會變得更加炎熱。但是如果非洲國家減少燒火，限制煙霧，這一預(yù)測最終可能會站不住腳。清除氣溶膠將能夠減少其蒸發(fā)積雨云的傾向，該地區(qū)也會變得更加濕潤，ORACLES項目副主任、西雅圖華盛頓大學(xué)大氣學(xué)家RobWood說。
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