別小瞧這種雲，它是全球變暗的原因之一
飛機玩弄起雲來，那可是花樣百出。每一種飛機雲的背後，其原因機制各不同，而有一種雲，它被認為是全球變暗的原因之一。
9.11帶來的機會
2001年「9.11」襲擊事件發生後，當全美大多數人還處在悲痛中時，有一個人卻滿懷激動地忙於一項極其重要的研究，對於他來說，這種研究機會以後恐怕不會再有了。當然，他也不希望有。
全球變暖效應，大家已經聽得太多。然而，另一種效應很多人卻不知曉，這就是「全球黯化」，你可以通俗地把其理解為「全球變暗」。
簡單地說，全球黯化就是地球接受到的太陽輻射減少了。
有一種實驗，專家們已經重複地幹了超過100年，這就是監測蒸發速率的變化。過去，農民和農場主，為了知曉他們農作物到底需要澆多少水，所以這種實驗是必要的。
監測蒸發率的儀器
在每一天的一個固定時間，把水加滿到上圖大盆中一個固定位置，因為蒸發量每天都不一樣，故每天加入的水量也就不一樣，而水量的多少很容易統計，於是，水量的變化也就代表了蒸發率的變化。
上世紀90年代，歐洲、北美以及以色列和中國的專家們發現了一個怪異的現象，即蒸發的速度正在下降。在過去的30年中，減少的蒸發量相當於上圖大盆中10厘米厚的水。
這很反常，按理，因為全球變暖效應，氣溫升高，蒸發速度應提升才是。而事實卻相反，經過研究，人們發現，影響蒸發速度的因素，氣溫只是其中一，而陽光才是主要因素。輻射到地面的陽光減少，所以蒸發速度變慢。這是全球黯化的證據之一。
而在早前，專家們其實也注意到了這種現象，這是對太陽輻射的直接檢測。上世紀80年代，以色列和荷蘭的專家分別獨立研究，但都同時顯示，雖然世界各地的跡象都在表明全球正在變熱，但陽光的總量卻在明顯減少。全球黯化的速率在各地有所不同，但平均值約為每10年減少2-3%。這種減少的趨勢直到上世紀90年代早期才開始有所逆轉。
一個意想不到的原因
人們普遍認為，汽車、工廠，還有火山噴髮帶來的各種煙塵，以及其他各種大氣污染是全球黯化效應的主要成因。這很好理解，比如霧霾的長期存在會導致輻射到地面的陽光減少。而令人意想不到的是，飛機在高空飛行時形成的凝結尾也被認為是全球黯化的原因之一。
客機在高空產生的凝結尾
客機的凝結尾（圖片來自Kent Wien）
1989年兩架F-15鷹式戰鬥機攔截逼近兩架蘇聯米格-29時，拍攝到的飛機凝結尾（圖片來自Kevin L. Bishop）
飛機的凝結尾通常在海拔8000米以上的高空出現，那裡的溫度低達-36.5℃以下。
碳氫燃料燃燒後，其主要產物是二氧化碳和水蒸氣，若只是這些，凝結尾難以形成，因為水滴和冰晶的形成需要凝結核。而飛機發動機排放的廢氣中恰好還含有大量的微粒，低氣溫讓水蒸氣在微粒上凝結，變成微小的水滴或者冰晶，凝結尾就形成了，這是一種人造雲。
某型號客機的凝結尾
空客A380和A340在高空互相超車的過程中拍攝到的凝結尾
NASA和其他機構的研究顯示，凝結尾形成後不久只有數十米寬，然而漸漸地，它會擴散到數公里的寬度，最終，它會變成類似於天然的捲雲和高積雲密布天空。
凝結尾逐漸變成捲雲（圖片來自美國環保局）
衛星圖片顯示了飛機凝結尾擴散的過程
很早之前，科學家們就推測，飛機的凝結尾會對氣候造成影響，而這主要體現在白天時，天空密布的凝結雲擋住了部分太陽輻射，它是全球變暗的原因之一。而晚上呢，它擋住了來自地面的輻射，起到一種保溫的作用。
雖然科學家們是這樣推測的，但是，要證實起來卻難如登天。
直到9.11發生後，美國一位叫做David Travis的氣象學家這才逮到了機會。2001年9月11到9月13這三天，整個美國上空禁止所有商業飛機飛行，這是美國的天空數十年來最清凈的3天。
Travis發現，這3天的氣候異常晴朗，但這說明不了什麼，晴朗的天氣經常有，然而，他發現了一個本來變數很小，而現在卻變化很大的參數。這就是白天最高氣溫和夜晚最低氣溫的變化。
在那3天的時間裡，美國的白天變得更熱，夜晚變得更冷。測量顯示，那三天在沒有飛機雲的情況下，氣溫的變化範圍比之前直接加大了1攝氏度以上。這是統計了美國4000個以上測量站和48個洲得到的結果。這種變化起伏在過去30年中是最大的。
每天10萬架次飛機
然而，也有專家認為，9.11全美禁飛那三天，氣溫的變化主要是來自異常天氣而非飛機帶來的凝結雲。可是，為什麼那3天天氣異常？這也難以解釋。
根據《每日郵報》引用世界銀行資料庫的一項報告顯示，早在2014年，全球航班總數就高達3650萬架次，也就是說平均每天約10萬架次，這還是沒有考慮到各國戰鬥機、軍用運輸機等的飛行數據，如果全部統計出來，我們將會發現，全球每天在空中飛行的飛機數量是一個龐大的數字。
圖為國外某網站服務統計出的美國感恩節那天，全美上空某時刻飛行的飛機
在假日，美國白天任意時刻飛行的飛機數量超過5000架，這麼多客機在高空飛行，要說它們對氣候沒有一丁點兒影響，恐怕很難說通。
黯化與變暖的矛盾
地球接收到的太陽輻射減少，原因當然不在太陽上，而是全球黯化效應帶來的。但陽光減少，氣溫降低，這跟觀測到的全球變暖效應是背道而馳的。怎麼解釋這種矛盾？
專家們認為，因為全球黯化的存在，人們或許大大低估了全球變暖效應。也就是說，若沒有全球黯化，那麼全球變暖效應將更加顯著。
最後，我們說，海量的客機在高空留下的人造雲是全球黯化可能的原因之一，但絕不是說，它是最主要的原因，而是說，因為9.11，它提供了其中一個可能的證據。造成全球黯化最主要的原因還是來自其他更大量的空氣污染。
英國BBC拍攝了一部關於全球黯化的紀錄片，有興趣者不妨找來看看。
出品：科普中國
製作：寒木釣萌
監製：中國科學院計算機網路信息中心
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