撰文:ALEJANDRA BORUNDA
一项新的研究发现,烟雾可能会影响云层,降低降雨的可能性,不利于缓解干旱,这可能会触发一个非常可怕的循环。
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2021年8月18日,加州北部科珀维尔(Coppervale)附近,一架消防直升机飞越浓烟。截至8月22日,这场大火已经烧毁了超过29万公顷的土地,摧毁了1259座建筑,而且火势还在继续扩大。摄影:PATRICK T. FALLON, AFP/GETTY
2018年夏天,美国西部经历了有史以来最严重的火灾季节,天空中弥漫着滚滚浓烟。大气科学家Cynthia Twohy和同事们花了数周时间研究这些烟雾,他们驾驶着一架巨大的C-130研究飞机穿过烟柱,由于烟雾异常浓厚,飞机内部的光线有时会变得昏暗。
“你甚至看不到外面的云层,烟雾颗粒的密度太浓了,”在西北研究协会工作的Twohy说道。她猜测,所有这些烟雾一定会对在西部焦土上方形成的云层产生影响。
根据她和同事最近发表在《地球物理研究快报》上一项研究,事实的确如她猜测的那样:烟雾颗粒更紧密地与小水滴结合在一起,使一些云变得更浓厚——这意味着其中的水不太可能以雨的形式落下。
研究小组没有直接将云层的变化与西部持续的干旱联系起来。但令人担忧的是,在极度干燥、火灾频发的西部,像这样的反馈循环可能会使旱情以及火灾周期变得更糟。
Twohy表示,目前非常清楚的是,“正是这些烟雾颗粒让云层变成了这样”——颗粒与水滴的结合使得云层不太可能降雨。
颗粒越多,雨就越少
当大气中的水蒸气围绕着漂浮在空气中的微小颗粒凝结成水滴时,云就形成了。
但是空气中的水是有限的,尤其是在美国西部干旱地区的夏季。如果那一点点水只有少数的粘性颗粒可以吸附,最终水会聚集在这些小颗粒上,形成大水滴。但如果有很多小颗粒,水就会扩散,形成一个由微小水滴组成的明亮云团。
烟柱中是不乏颗粒的。一场大火吞噬了所经之处的一切东西,并将碎屑抛向高空:黑色的、烧焦的等等。这些深色颗粒通常会聚集成直径约为100纳米的小团,大约是一粒细玉米淀粉的大小,这正好是形成云滴的合适尺寸。
早在2018年,Twohy和同事就直接从飞机外的空气中收集了云滴。果不其然,他们发现烟雾云的水滴数量是无烟云的五倍,大小大约是无烟云中的一半。
这种情况其实并不奇怪,尽管科学家此前没有从烟雾改变的云层中收集过水滴。云层的这种转变并不是件好事,因为由小水滴组成的云不太可能下雨——水滴的重量不足以落到地面,只能悬浮在空中。
“当云滴太小时,可能就不会下雨,”加州喷气推进实验室的大气科学家Jonathan Jiang说道。
烟雾抑制了雨水