云谜的解决方案揭示了更炎热的未来
根据最新发表在《自然》杂志上的新南威尔士大学研究,如果不减少二氧化碳排放,到2100年全球平均温度将上升至少4°C。
根据《自然》杂志上的新研究,如果不减少二氧化碳排放,到2100年全球平均气温将上升至少4°C,可能在2200年超过8°C,这显示出我们的气候对二氧化碳更为敏感,这比以前的估计更为严重。
这项研究可能解开了气候敏感性的一个未知领域,即云的形成对全球变暖是否会产生正面或负面影响。
“我们的研究表明,气候模型中对于工业前二氧化碳浓度加倍的低温反应并没有复制出导致云层形成的正确过程。”新南威尔士大学气候系统科学中心的主要作者史蒂文·舍伍德教授说。
“当气候模型中的过程正确时,气候敏感性水平要高得多。先前对全球气温对二氧化碳加倍的敏感性的估计范围从1.5°C到5°C。这项新研究消除了气候敏感性估计的低端,这意味着随着二氧化碳加倍,全球平均气温将上升3°C到5°C。”
在天空的观察中找到这一较窄但更高的估计的关键在于水蒸气在云层形成中的作用。
观察表明,当水蒸气通过蒸发进入大气层时,上升气流常常上升至15公里以形成暴雨,但也可能只上升几公里然后返回地表而不形成这样的降雨。

此外,当上升气流上升这个较小的距离时,它会减少总的云量,因为它会把更多水蒸气从高处形成云层的区域拉走,而不像只有深层气流时那样形成云层。
气候模型显示对二氧化碳的低全球温度反应并未包含足够的这种低层过程。相反,它们模拟几乎所有上升气流上升至15公里。
这些较深的上升气流本身没有同样的效应,导致增加了对太阳光的反射量,并降低了全球气候对大气二氧化碳的敏感性。
然而,真实世界的观察表明这种行为是错误的。
当气候模型中的过程正确时,这会产生将水蒸气带到大气中更广范围高度的循环,造成在更暖的气候下形成较少的云层。这会增加进入大气的阳光和热量,并增加我们的气候对二氧化碳或其他干扰的敏感性。
当水蒸气过程正确地被描绘时,对于二氧化碳加倍的气候敏感性 - 将在接下来50年内发生 - 意味着我们可以预期到2100年至少3°C,更可能是4°C的温度增加。
“气候怀疑论者喜欢批评气候模型的错误,我们首先承认它们并不完美,但我们发现错误是由那些预测变暖较少的模型而非更多的模型所犯的。”舍伍德教授说。
“如果不紧急开始限制排放,这种规模的全球平均气温上升对世界和许多国家的经济都会产生深远影响。”
了解云的形成方式告诉我们大气对加热的敏感程度,史蒂文·舍伍德教授解释道。