熱帶地區的高雲量,正因地球暖化減少,連帶使降雨量增加。圖/美聯社、法新社、路透
NASA透過衛星等設備,觀察地球的氣候變化。
編譯/潘楠慕
美國太空總署(NASA)的最新研究發現,隨著地球持續暖化,使熱帶地區的降雨量顯著增加。研究人員示警變,一旦如此,人類和其他生物的生活將大受衝擊,必須盡早因應。
NASA的噴射推進實驗室(JPL)研究顯示,最近的觀察中,多數的全球氣候模型都低估了熱帶地區高雲減少的狀況。以全球而言,降雨不僅跟雲層相關,也與地球的「能量收支預算」有關聯,也就是來自太陽的能源減去從地球散發的能源。
高海拔的熱帶雲層,可以留住空氣中的熱量。過去數十年來的觀測判斷,隨著地表的溫度持續升高,目前的大氣會產生較少高雲。
一旦如此,熱帶地區的溫度將會下降,隨後熱帶地區的降雨量便會增多,使空氣的溫度升高以平衡高雲減少的冷卻作用,這便是大自然的平衡作用。
降雨能夠使空氣溫度升高,乍聽之下似乎與平常的直覺認知相反。
一般而言,降雨會讓周遭的溫度下降。這是因為降到地表的雨水,蒸發成水氣升到空中時,會一併把熱量帶進大氣。地表溫度降低,但這些熱量也隨著蒸氣一直上升到高空,使高空的溫度升高。另外,高空中的水氣凝結成液體或雪粒降下時,會將原本的熱能釋出,同樣也使高空的空氣變熱。
工業革命後,人類過度開發及使用自然資源,大量排放二氧化碳等溫室氣體,導致地球的能量平衡因溫室效應而改變,全球溫度也逐漸的上升。大氣中的水蒸氣量增加,使得降雨量也增加,甚至形成極端降雨系統,造成水患。
研究發現,在地表溫度不斷升高之際,全球大氣層的氣流產生變化,使熱帶地區高雲量持續減少。這種大規模的流動被稱為大氣總體循環,包括以赤道為中心的廣大地區上升氣流。
過去三十至四十年來的觀察顯示,這個區域的範圍正隨著地球暖化而縮減,也使高雲量減少。JPL和四所大學共同進行的研究,把過去數十年來的氣象資料和同一段時期裡的氣象模擬模型進行比對,透過這樣的回顧檢視,檢查他們的數值模型如何重現觀測值。
研究小組使用NASA的雲與地球能量輻射系統(Clouds and the Earth's Radiant Energy System)之散失熱輻射觀察報告,以及其他衛星儀器還有地表的觀察資料,發現過去幾十年來,多數的氣候模型都低估了地表溫度上升時,熱帶地區高雲量減少的速率。
最符合當前觀察結果的氣象模型則顯示,熱帶地區未來的降雨量,將顯著提升,這也是最正確的結果。研究人員指出,這項研究提供了一道新的途徑,有助改善未來降雨量變化的觀察和預測。
全球暖化,使降雨模式產生變化,不僅在預測上更為困難複雜,乾旱和暴雨等極端氣候也嚴重影響許多地區的生活。除了各界努力改善溫室氣體排放,緩和地球暖化之外,科學家和研究人員如果能夠更精準研判更多、更明顯的影響降雨的訊號,將有助預測未來降雨變化,因應氣候變遷可能造成的災害,將損失降到最低。