虽然大多数人几乎没有考虑过，但漂浮在大气中的大量冷凝水蒸气在全球变暖中起着重要作用。

预测地球气候将变暖的程度对于帮助人类为未来做好准备至关重要。这反过来又需要解决预测全球变暖时不确定性的主要来源：云。

一些云通过将部分太阳能量反射回太空来促进冷却。其他人则像毯子一样，捕获地球表面的一些能量，放大温室效应，从而加剧变暖。

拼图

“云与气候的相互作用非常强烈，”巴黎法国国家科学研究中心(CNRS)的气候学家兼研究主任Sandrine Bony博士说。

它们影响大气的结构，影响从温度和湿度到大气环流的一切。

反过来，气候会影响云的形成地点和类型，根据Bony的说法，他是联合国政府间气候变化专门委员会2007年诺贝尔和平奖获奖评估报告的主要作者。

如此多的过程和反馈循环会影响气候变化，因此将问题分解为更小的部分是有帮助的。

“每次我们设法更好地理解其中一个部分时，我们都会减少整个问题的不确定性，”协调去年年底结束的EUREC4A项目的Bony说。

几年前，Bony和她的同事发现，信风地区常见的小而蓬松的云在气候模型中造成了一些最大的不确定性。这些云被称为贸易积云。

虽然贸易积云很小，相对不引人注目，但它们数量众多，在热带地区分布广泛，根据Bony的说法。因为有这么多这样的云，发生在它们身上的事情可能会对气候产生巨大影响。

EUREC4A使用无人机，飞机和卫星来观察贸易积云及其与巴巴多斯附近西大西洋大气的相互作用。

许多模型假设，随着全球气温升高，这些云的结构和数量将发生显着变化，从而导致可能的反馈回路，从而放大或抑制气候变化。预测随着温度上升，这些云层会大幅减少的模型倾向于预测全球变暖程度更高。

好消息

但Bony和她的同事发现，随着大气变暖，贸易积云的变化远小于预期。

“在某种程度上，这是个好消息，因为我们认为可能导致全球变暖大幅放大的过程似乎并不存在，”她说。

更重要的是，这意味着气候学家现在可以使用模型来更准确地代表这些云在预测气候变化的影响时的行为。

Bony表示，减少全球变暖程度预测中的这种不确定性因素将使对欧洲热浪等局部影响的预测更加精确。

“热浪频率的增加在很大程度上取决于全球变暖的程度，”她说。“全球变暖的程度在很大程度上取决于云层的反应。

水和冰

与此同时，挪威奥斯陆大学的大气科学家Trude Storelvmo教授一直在探索一种不同类型的云 - 混合相位云 - 内部的过程，以帮助改善气候模型。

她着迷于微小的微米尺度的云层过程如何对全球尺度的大气和气候过程产生如此大的影响。

混合相云包含液态水和冰，是全球大部分降雨的原因。近年来，很明显，它们在气候变化中也发挥着重要作用。

Storelvmo协调了MC2项目，该项目运行了五年，直到上个月，并发现了有关混合相云如何对较高温度做出反应的新细节。结果凸显了向低碳社会过渡的紧迫性。

混合相云所含的液态水越多，它们的反射率就越高。通过将更多的太阳辐射反射到远离地球的地方，它们冷却了大气层。

“随着大气变暖，这些云倾向于从冰转向液体，”Storelvmo说。“然后发生的事情是云也变得更加反射，它们具有更强的冷却效果。

如梦初醒

但几年前，Storelvmo及其同事发现，大多数全球气候模型都高估了这种影响。MC2将气球送入混合相位云，并利用卫星的遥感数据探测其结构和组成。

研究人员发现，目前的气候模型倾向于使混合相云中的水和冰的混合比真实云中更均匀，更简单，导致高估云中的冰量。

根据Storelvmo的说法，因为这些模型云有更多的冰要损失，所以当模拟使它们变暖时，反射率的变化比真实云中更大。这意味着模型高估了混合相云对气候变化的抑制作用。

当研究小组将更真实的云数据插入气候模型并对其进行模拟变暖时，他们得出了另一个重要发现：混合相位云的反射率增加随着变暖而减弱。

虽然适度变暖对较高温度的抑制作用相当强，但随着变暖加剧，情况已不再如此。

有一段时间，云中的冰已经全部融化，冷却效果减弱，然后完全消失。确切地说，这是何时开始发生的，这是未来研究的一个问题。

但是，根据Storelvmo的说法，这加强了迫切需要减少温室气体排放的必要性。

“我们的研究结果表明，如果我们只是让温室气体排放继续下去，它不仅仅是线性和逐渐变暖 - 当你达到某个点时，可能会迅速加速变暖，”她说。“我们真的需要不惜一切代价避免达到这一点。

随着这些关于云的新发现被整合到模型中，政策制定者使用的气候预测将变得更加精细。