導致全球變暗的罪魁禍首已經找到,沒想到竟然是因為這個
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。
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