当来自太阳的光完成8分钟的太空旅程抵达地球后,大部分阳光会被覆盖在地球表面的云层等反射回太空。云层越白、越亮,反射阳光的能力就越强,也越能保持地球的凉爽。最近,一项发表于《大气化学和物理学》的研究考察了这一过程的部分环节,并有了一个惊人的发现:那些微小的水生生物——浮游植物,在使地球云层变白的过程中,发挥了十分重要作用。
利用卫星,科学家持续监测了南大洋一大片海域的上空长达5年的时间。
他们发现,在南纬60度以上的地区(更靠近南极洲的地区)所形成的云层,往往会比偏北地区的云层更白。为什么会这样?这项研究的主要作者、美国犹他大学的大气科学家杰拉尔德·梅斯表示,原因在于南极洲微小的浮游植物。他说,相比于偏北的海域,南极地区的浮游植物等微小生物会更加繁茂。其中许多消耗阳光的微小生物会在新陈代谢时,释放一种名为二甲基硫化物的化合物。
这种物质会与大气中的气体反应,形成一些微小的气溶胶颗粒,最终促进云的形成。
德国马克斯·普朗克化学研究所的生物地球化学家米恩劳特·安德烈埃表示,水蒸气通常要先与一个“种子”颗粒结合,才能凝结成云滴。在南纬60度以上的地区,丰富的浮游植物产生的大量二甲基硫化物可以作为“种子”,因此那里形成的云中充满着云滴。
而在更偏北的地区,这种可以形成云的“种子”不太常见,“更常见的‘种子’是被海洋中的浪花卷起的盐颗粒。”犹他大学大气科学家、新研究的共同作者萨莉·本森说。这会导致在这些地区形成的云中有更大、但数量更少的水滴。相比于南极洲的云层,这些云能反射阳光的表面积会更小。
通过卫星监测水中的叶绿素,研究人员还发现浮游植物的数量会在每年夏天达到顶峰,很快云层反射率也会达到顶峰。
梅斯指出,虽然这一过程是一种全球性的现象,但由于南大洋拥有丰富的浮游生物,人为影响程度也较低,因此这种现象在这里会最为明显。虽然此前科学家已经意识到浮游植物能使云层变得更白,但安德烈埃表示,仍然缺乏足够的数据整合到现有的各种气候模型中,以此充分说明这种现象。他还补充说,这项在5年内监测一片大型海域的大规模研究,将有助于开发一些新的研究模式,比如有关云的洁白度和纬度之间的紧密联系。