对卫星云层观测的一项新分析发现,全球变暖导致海洋上空的低云(low-level clouds)减少,而这又进一步导致变暖的恶性循环。这项工作由劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员领导,与来自斯克里普斯海洋学研究所和美国国家航空航天局兰利研究中心的同事合作,研究成果发表在《Nature Climate Change》上。

对卫星观测的分析有助于减少一个长期存在的气候变化的不确定性:随着地球的升温,海洋低层云将如何演变,以及这将如何反馈到升温中?这些云,例如造成旧金山夏天经常阴沉的层状云,在全球海洋上广泛存在,并通过遮蔽表面的阳光而强烈地冷却地球。新的研究发现,总的来说,随着大气中二氧化碳(CO2)浓度的增加,这种冷却效果将适度减少。

研究小组分析了卫星云层观测数据,以估计海洋低云对大规模气象条件的自然变化的反应。然后,研究人员使用全球气候模型模拟来确定这些气象条件将如何随着大气中二氧化碳的增加而变化。利用这种方法,他们能够计算出云层将如何对这种修改后的气象环境做出反应。

LLNL气候科学家、该研究的主要作者 Tim Myers 表示:“我们发现,低云层将可能放大全球变暖,但与以前的理解相比,这种正反馈的影响更加微弱”。产生更微弱影响的原因是什么?低云对变暖的反应存在区域差异。

该研究报告的共同作者、来自美国国家航空航天局兰利研究中心的 Ryan Scott 解释说:“层积云和中纬度地区的热点与热带浅积云地区的相对低迷相结合,产生了一个温和的放大效应”。

研究人员随后确定了他们新的低云反馈值对气候敏感性的意义,即二氧化碳翻倍导致的行星升温。他们发现,气候敏感性可能(三分之二的可能性)在2.4和3.6°C(4.3和6.5°F)之间,比以前的估计更低,范围更窄。

他们的结果指出了全球气候模型的一些关键缺陷,这些模型产生了海洋低云对变暖的广泛不同的反应,很大程度上是因为它们不能直接模拟控制云的行为的小规模物理过程。LLNL 的合作者 Mark Zelinka 说:“模型似乎把浅层积云的反馈做得过了头,在目前的一些模型中产生了不现实的大变暖”。然而,一些模型根本没有模拟放大的低云反馈,产生不现实的变暖。