看透云，有多难？

    云是当前气候预测中最大的未知因素之一。如果大气中的二氧化碳浓度达到前工业化时代水平的两倍，地球温度究竟是会升高1.5℃还是4.5℃？无人能给出确切答案。

    云有几个关键特征会影响地球能量平衡，其中最为重要的是云的总面积、云层高度及其反照率（即云层反射阳光的能力）。例如，低层、明亮的云具有强大的冷却效应，因为它们能够反射大量太阳光，同时不会吸收过多地表热量。而高层云，如纤维状的卷云，则往往会产生加热效应，因为它们不仅会将由地表升腾起来的热量困住，还几乎不反射太阳光。

    尽管云总体上有冷却效果，但气候变化正在悄然改变它们的特性，从而削弱其冷却作用。问题在于，这种削弱到底有多严重？

    现在用于预测未来几十年气候变化的全球气候模型主要依赖物理学与统计学相结合的方程来模拟大气层的动态变化。然而，这些“大气环流模型”相对粗糙，即使在超级计算机上运行，也难以准确模拟云的精确变化。

    澳大利亚新南威尔士大学科学家团队在研究中发现，全球变暖引发云的变化，会通过“云辐射反馈”机制进一步影响气候。这些反馈包括海洋上空云层减少、中纬度云层向两极移动，以及冰云中的水分增加等。但这些反馈究竟会在多大程度上影响气候变暖，目前的模型给出的预测结果范围很广——从几乎没有影响到显著增加变暖效应，差异悬殊。

    大气中的气溶胶对云的影响同样复杂且难以捉摸。气溶胶是指悬浮在空气中的颗粒物。从尘土、燃煤工厂排放的烟尘，到漂浮在空气中的真菌，这些颗粒物为水滴或冰晶的形成提供了“种子”。而颗粒物的大小、种类和数量会改变云中水滴或冰晶的数量，从而影响云的亮度。

    尽管现有的气候模型已能较为准确地模拟气溶胶如何影响云的亮度，但它们对气溶胶如何改变云的生命周期等连锁效应的模拟仍显不足。

    即使看似微不足道的细节，也可能对气候预测产生深远影响。当前的研究重点是卷云中冰晶的生长。根据卷云中冰晶大小的不同，模型预测出来的温室效应结果也会有巨大差异，但目前我们对气溶胶及其他因素如何影响高空冰晶的形成仍没有清晰的理解。

    经过多年努力，科学家们在提高云辐射模拟的精确性方面取得了不小的进展。联合国气候变化政府间专门委员会发布的报告显示，2014年至2023年，与云相关的预测不确定性减少了约50%。不过，由云辐射反馈导致变暖效应的预测值在此期间增长了约20%，其带来的影响究竟多大仍难确定。

    （《文汇报》2024.12.27 刘琦）