北极变暖速度是全球平均水平的三到四倍，然而科学家目前无法解释

摘要：现在，九州大学的两名研究人员、跨学科工程科学研究生院的研究生中西桃香（Momoka Nakanishi）和她的导师、应用力学研究所（Research Institute for Applied Mechanics）的道端拓郎（Takuro Michibata）

北极是地球上最冷的地方之一，但近几十年来，该地区一直在迅速变暖，其速度是全球平均水平的三到四倍。然而，目前的气候模型无法解释这种加快的速度。

现在，九州大学的两名研究人员、跨学科工程科学研究生院的研究生中西桃香（Momoka Nakanishi）和她的导师、应用力学研究所（Research Institute for Applied Mechanics）的道端拓郎（Takuro Michibata）副教授在4月29日发表在《海洋-陆地-大气研究》（Ocean-Land-Atmosphere Research）上的一项研究中报告说，云可能是罪魁祸首。

在北极发现的最常见的云是混合相云，它包含冰晶和过冷的液态水滴。在北极的夏天，当阳光全天候照耀时，这些云就像一把遮阳伞，将阳光反射回太空并提供冷却效果。但在漫长而黑暗的北极冬季，当没有阳光可以反射时，这些云的作用更像是一条毯子，捕获从地球表面辐射的热量并将其送回北极表面。

“然而，这些混合相云的吸热能力取决于它们的冰与液的比例，”Nakanishi 解释说。 “云中含有的液态水越多，它们吸收热量的能力就越好。但许多气候模型在表示这个比率时有很大的偏差，导致预测错误。

在这项研究中，Nakanishi 和 Michibata 分析了 30 个气候模型，并将它们与过去十年冬季北极云层的卫星观测进行了比较。他们发现，30 个模型中有 21 个明显高估了冬季北极云中冰液的比例。

“这些以冰为主的模型没有正确解释当今冬季云的变暖潜力，”Nakanishi 说。 “这就是为什么它们无法解释我们目前看到的快速变暖。

然而，每片乌云都有一线希望。虽然气候模型低估了当今全球变暖的速度，但它们高估了未来全球变暖的速度。

未来预测中的误差是由于一个称为“云发射率反馈”的过程造成的。简而言之，随着北极变暖，云从主要包含冰转变为更多的液体，这增加了它们捕获热量的能力，进一步使北极变暖并形成正反馈循环。

但重要的是，这个反馈循环是有时间限制的。一旦云的液体变得如此丰富，以至于它们的行为就像黑体一样——完全吸收和重新释放热量——进一步变暖的影响就会减弱。

然而，由于许多气候模型低估了当今云层中已经存在的液体量，因此它们假设未来还会有更大的转变。

因此，他们高估了未来将发生多少额外的吸热，并预测反馈效应的持续时间将比现实所暗示的要长。

展望未来，该研究的结果可用于改进气候模型，以便它们更准确地表示云中的冰液比，并更好地预测当前和未来的北极变暖速度。

由于北极的气候在塑造更南端的天气模式方面也起着关键作用，因此这些发现还可能导致对中纬度地区的极端天气进行更准确的预测。

“我们预测中最大的不确定性是由于云层造成的，”Michibata 总结道。“修复这些模型不仅对北极至关重要，而且对于了解其对全球天气和气候变化的影响也至关重要。”