北极是地球上最寒冷的地方之一，但近年来，该地区的气温迅速上升，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速的现象。现在，研究人员报告说，可能是云层在作祟。
北极是地球上最寒冷的地方之一，但近年来，该地区的气温迅速上升，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速的现象。
现在，来自九州大学的两名研究人员，研究生中西桃香，来自工程科学跨学科研究生院，以及她的导师，应用力学研究所的助理教授道端拓郎，在《海洋-陆地-大气研究》上发表的研究中报告称，可能是云层在作祟。
北极最常见的云层是混合相云，含有冰晶和过冷却液滴。在北极夏季，当太阳整天照耀时，这些云层像阳伞一样，将阳光反射回太空，并提供冷却效果。但是在漫长而黑暗的北极冬季，当没有阳光可以反射时，这些云层更像是一条毯子，捕获从地球表面辐射的热量，并将其送回北极表面。
“但是，这些混合相云层捕捉热量的能力取决于其冰与液体的比例，”中西解释道。“云中含有的液态水越多，它们捕捉热量的能力越强。但许多气候模型在表示这个比例时存在很大偏差，导致不正确的预测。”
在这项研究中，中西和道端分析了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个模型中的21个显著高估了冬季北极云层中冰与液体的比例。
“这些以冰为主的模型没有正确考虑目前云层在冬季的变暖潜力，”中西说。“这就是为什么它们无法解释我们目前所看到的快速变暖。”
然而，每朵云都有它的银边。在当前的情况下，气候模型低估了全球变暖的速度，但它们高估了未来全球变暖的速度。
未来预测中的错误是由于一个称为“云辐射反馈”的过程。简单来说，随着北极变暖，云层从主要含冰转变为更多液体，从而增加了其捕捉热量的能力，进一步加速北极变暖，并产生正反馈循环。
但重要的是，这种反馈循环是有时间限制的。一旦云层中液体丰富到表现得像黑体——完全吸收和重新发射热量——进一步变暖的效果就会减弱。
然而，由于许多气候模型低估了今天云层中已经存在的液体量，它们假设未来仍有更大的转变。因此，它们高估了未来的额外热量捕获情况，并预测反馈效应将持续的时间超过现实所暗示的。
展望未来，这项研究的发现可以用来改进气候模型，使其更准确地反映云层中冰与液体的比例，并更好地预测北极变暖的当前和未来速度。
由于北极气候在天气模式的形成中也发挥着关键作用，这些发现还可能导致对中纬度地区极端天气的更准确预测。
“我们预测中最大的不确定性源于云层，”道端总结道。“修复这些模型对北极的重要性不言而喻，同时也对理解它对全球天气和气候变化的影响至关重要。”
