变为多云的天气?

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最近,我一直在关注欧洲的“超级计算机”项目 ( )。这些超级计算机是由法国、德国和日本联合开发的,旨在提高超算在气候变化研究中的应用。目前这项研究的预测显示,到2100年,地球的温度将比现在上升3.5摄氏度(6°F)以上。

与之前的研究相比,这一上升幅度增加了30%,原因是该模型考虑了云层的物理特性以及它们对气候的影响。 云是地球上最大的大气污染物。它们的形成和消散影响着太阳辐射的反射和吸收,并决定着降雨的程度。

目前,人类对云的研究几乎全是基于观测或统计,这些新模型的建立是一个重要的里程碑。 超级计算能够提供新的见解是因为其速度。传统上,科学家必须等待数据收集完成才能运行复杂的建模技术。使用超级计算机,他们可以实时地分析不断变化的气候状况及其影响。

“如果人们希望在未来几十年内实现《巴黎协定》的目标,就必须深入了解云的物理特征如何影响气候系统,”法国中央气象局(Météo-France)的大气物理学家马塞尔·博姆(Marcel BM)说,他是该项目的主要作者之一。 “利用新一代的超算,我们可以问一些以前无法解决的问题。” 除了改善对全球变暖的贡献的了解外,新模型的另一项重要贡献可能是改进气候变化影响的模型。这将是另一个重要的一步,因为各国政府正在努力制定国家自主贡献目标,以限制温室气体排放。

为了达到《巴黎协定》的规定,需要大幅减少碳排放。由于云层是对气候变化反应最快的成分之一(响应时间小于两年),研究人员希望通过了解云层的变化来更好地预测未来的变暖。 如果能在云层中找到答案,那太好了。但是如果你找不到呢?我们有一个很好的候选对象——海洋。

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多云天气是由中云或低云中两种或以上分布不广或成块成片的云叠加联合组成,出现这种天气一般表示空气潮湿、雨近、气压不稳而属于比较恶劣的天气。多云天气通常在冷暖空气交汇或大气环流紊乱之时出现。

云的形成有四个基本条件。一是具备较充分的水汽(一般在8g/m3)。二是要有降温过程,以便使空气上升达到水汽过饱和状态。三是要有适当的凝结核。四是要有较长时间的持续扰动。

云的形成有三个基本过程。一是空气降温使水汽过饱和。二是要将这多余的水汽在凝结核(可吸湿性凝结核为主)上凝聚或在空气中的水汽直接在空气中的水汽直接在凝结核上凝华成小水滴或冰晶,使它们成为在浮力作用下可以在重力场存在的云的胚种。三是上面形成的胚胎小云滴,在湿空气中要经过不断碰并增长过程而成为可见的云滴,这种过程也经历在冰水共存区中由过冷却水滴直接以冰晶为核心冻结以及冰晶与过冷却水滴的伯克兰转换过程。从而使冰晶增长得比水滴快,整个云的形成过程也就完成了。

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