当云层与晴朗的天空相遇时,云滴在与干燥空气混合时会蒸发。哥德堡大学的研究人员参与的一项新研究成功地捕捉到了模型中发生的事情。最终,这可能导致未来更准确的气候建模
天空中的云对我们的气候有重大影响。它们不仅产生降水并提供遮阳,而且还充当大型反射器,防止来自地球的热量辐射——通常被称为温室效应哥德堡大学复杂系统教授Bernhard Mehlig解释道:“尽管云已经被研究了很长时间,但它们是气候模型中最大的不确定性来源之一。这是因为有太多因素决定了云如何影响辐射。大气中的湍流意味着一切都在不断运动。这使事情变得更加复杂。”
关注云边缘《物理评论快报》上的一篇文章提出了一个新的统计模型,描述了水滴的数量、大小和水蒸气在湍流云边缘的相互作用。水滴的分布很重要,因为它会影响云反射辐射的方式
“该模型描述了当湍流与更干燥的空气混合时,液滴如何在云边缘收缩和生长,”该研究的合著者、前物理学博士生Johan Fries补充道
研究人员已经确定了最重要的参数,并相应地建立了他们的模型。简而言之,该模型考虑了热力学定律和液滴的湍流运动。该模型与早期的数值计算机模拟非常吻合,并解释了其结果
蒸发的重要性“但我们离终点还有很长的路要走,”Mehlig教授继续说道。“我们的模型目前能够描述一立方米云层中发生的事情。比如说,15年前只有一立方厘米,所以我们正在取得进展。”当政策制定者讨论气候变化时,IPCC气候模型受到了高度重视。然而,根据IPCC的说法,云的微观物理特性是气候科学中最不为人所知的因素之一
“此外,飞沫的蒸发是一个重要的过程,不仅在大气云的背景下,在传染病医学领域也是如此。我们打喷嚏时产生的微小飞沫可能含有病毒颗粒。如果这些飞沫蒸发,病毒颗粒可能会留在空气中并感染他人。”
Mehlig教授还与人合著了另一项研究,描述了冰晶等固体颗粒如何在云中移动
“冰晶和水滴相互影响。但我们还不知道是怎么影响的。”
More information: J. Fries et al, Lagrangian Supersaturation Fluctuations at the Cloud Edge, Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.254201
Journal information: Physical Review Letters
Provided by University of Gothenburg
2024-03-12
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