谈到气候变化,云是一个未知数。大气物理学家 足球比赛结果使用产生湍流的云室来更好地了解 细节和水滴。
生活中没有什么绝对的事情,但威尔·坎特雷尔 (Will Cantrell) – 密歇根大学物理学教授 科技大学——说这是一个:“地球大气层中的每一个云滴 在预先存在的气溶胶颗粒上形成。”
这些液滴的形成方式(带有稀缺或丰富的气溶胶颗粒)可以 对天气和气候变化产生严重影响。
几十年来人们都知道,更干净的云往往有更大的云滴。 但通过足球比赛结果云室进行的研究,该研究已发表 今天的《美国国家科学院院刊》(),Cantrell,研究生 Kamal Kant Chandrakar,物理学教授 Raymond 肖和同事发现,更干净的云也有更大的变异性 在液滴尺寸中。事实上,如此之大,以至于有些大到足以被认为是毛毛雨 滴。
肖解释说,更脏的云不仅有更小的水滴,而且还有更多的水滴 液滴大小均匀,没有观察到毛毛雨滴。
“如果云中含有更多气溶胶,水滴就会更小且更相似 尺寸,”肖说。 “云会更难下雨,而且云会 然后持续时间更长。如果云下雨,或者云中的水较少,它就不会在那里 反射阳光。”
盒中云
气溶胶、糖果和雨
对于许多人来说,气雾剂这个词会让人想起 Aqua Net 发胶或家用喷雾 空气清新剂。但气溶胶只是悬浮在气体中的任何固体或液体 或液体。
当地球大气中的气溶胶颗粒吸收水时,它就会变成云 水滴。气溶胶颗粒本身很小;当云滴变成 当雨滴碰撞并合并在一起时,它会增大一百万倍。 肖和坎特雷尔想要更好地了解气溶胶如何影响其中的大小 云滴变得足够重,可以像雨一样落下。
“如果空气中没有灰尘,就不会有雾、云、薄雾, 可能不会下雨。”
为了弄清楚这一点,他们去了云室并创造了两种云 - 污染严重的云和非常干净的云。想象一下这些云中可用的水 就像装满糖果的皮纳塔,所有的气溶胶都是孩子们。如果有很多孩子 在房间里,大多数人更有可能得到一块糖果;如果只有百分之十 孩子们在那里,那么只有少数人——速度快的或幸运的——会舀起大部分 的好东西。气溶胶以同样的方式竞争水蒸气:更多的气溶胶 产生更小的液滴,分布更均匀,更少的气溶胶产生更大的液滴 下降分布不均匀。
但是还有另一个需要考虑的关键因素:湍流。喷涂和弹跳 从皮纳塔中释放出来的糖果就像真正的云中的水蒸气一样,不断地流动 因湍流而混合和旋转。有时,湍流会产生高“尖峰” 水蒸气。在受污染的云中,有大量的水滴吞噬水蒸气 起来。在干净的云中,同样的高水蒸气峰值可以持续很长时间 只有少数幸运的水滴在蒸气附近可以充分咀嚼并生长 比他们的邻居大得多。
“在液滴尺寸的不均匀分布中,云滴更有可能 变成雨滴,因为它们更有可能发生碰撞,”坎特雷尔解释道, 补充说,由于地球大气层的原因,不同大小的水滴以不同的速度下落。 “当雨滴落下时,它们的速度取决于重力拉力之间的平衡 将它们放下并拖住它们。当每一滴雨滴都以极限速度落下时, 水滴越大,落得越快。”
云白,云亮
气溶胶排放源有很多。去过大城市的人都知道 空气中经常悬浮的橙色气溶胶薄雾。科学家们有充分的理由 预计这些大量的气溶胶排放会改变亮度 云以及云下雨的效率。足球比赛结果的研究强化了这一点 云——更亮的云,散射更多的阳光,反射一些阳光 它返回太空——可能会持续更长时间,因为他们领导的可能性较小 降水。
“云是一个很大的变数,”肖说。 “我们将云视为 一个庞大的气候系统。就像系统中所有相互关联的部分一样,云倾向于 以响应系统的变化。但他们会如何回应呢?他们会抵消吗 二氧化碳的影响很大还是很小?”
研究自然界中的云是出了名的困难。研究人员必须采取什么 他们可以在任何一天进行,没有什么是不变的。然而在云室中, 肖和坎特雷尔可以控制所谓的热力学和微观物理变量 – 温度、压力、气溶胶数量和水蒸气。
足球比赛结果云室与其他任何云室的不同之处在于,云室 内部是动荡的,研究人员可以根据需要保留云,所以 只要他们继续给它喂气溶胶。在其他房间中,云更加静态并且 只持续几分钟。足球比赛结果商会的工作方式有所不同,因为 热表面和冷表面之间的云混合,与形成云的过程相同 或秋季湖面上的雾气,此时水温比空气温暖 温度。
开箱即用
Shaw 指出,云室研究的强度也是其局限性。
“优势在于我们可以控制一切,”Shaw 说,“但是气氛很糟糕 充满反馈——有时你改变一件事,其他十件事也会做出反应 以你不理解的方式。”
云室消除了其中许多反馈,研究人员获得了了解 当条件不变时会发生什么。但自然从来都不是一成不变的,所以 下一步是将研究推向天空。
Shaw 及其同事与国家大气研究中心合作 (NCAR) 和德国对流层研究所使用其机载 实验室研究云,他们现在可能能够测试大小和分布 真实云中的现象。研究人员还计划继续与 西北太平洋国家实验室继续审查其大气模型 使用云室模拟和控制。
目前,不断增长的人造云只能通过团队的 专门的云室。研究人员对云室内部了解越多, 更好的大气科学家可以跳出框框应用这些知识。
足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学,成立于 1885 年,位于霍顿,拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列,提供超过 185 个本科和毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里,提供全年户外探险的机会。







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