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未來極端高溫的地球不下雨 一下就傾盆暴雨

(首圖來源:pixabay)
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【文‧Emma stein】

如果有天地球終於進入悶燒狀態的溫室環境,屆時天氣與氣候會如何表現呢?科學家發現,地球可能會經歷很長一段乾旱期,接著忽然一場面積覆蓋達數百公里的傾盆暴雨從天而降,然後再度進入乾旱、暴雨,不斷重複此循環。

分布在地球赤道兩側 10~15 度內的熱帶雨林氣候地區幾乎天天都在下雨,但哈佛大學地球與行星科學家 Jacob Seeley 團隊發現,一些位於極度溫暖區域的海洋可能連續好幾天都沒下雨,緊接著忽然一場傾盆大雨席捲,接著安靜幾天,然後又下暴雨,這種偶發性洪水循環是種全新、完全出乎意料的大氣狀態。

為了理解假如有天整個地球都高溫化會發生什麼事,研究人員在大氣模型添加約目前大氣 64 倍的二氧化碳、把地球海面溫度提高至 54℃,會看見大氣出現令人驚訝的轉變。首先,當地表附近空氣更溫暖時,水蒸氣吸收陽光後會加熱地表上方空氣並形成「抑制層」,導致所有蒸發都停留在近地表大氣。

同時熱量逸散到太空,雲出現在抑制層上方的高層大氣,降下的雨水抵達地表前就蒸發,所有水都回到大氣系統,Jacob Seeley 形容,這就像替巨大電池充電,當抑制層突破,地表熱量與濕氣進入較低溫的高層大氣,就會引發暴雨。

模擬表明,幾天後高層大氣果然突破屏障,降下長達數小時的暴雨,6 小時內降雨量就比熱帶氣旋幾天內降雨量還多。暴雨過後雲層消散,大氣重新充電循環,地球重新進入乾旱週期,直到下一場傾盆大雨到來。

雖然海面溫度升高 30℃ 遠遠超過人類活動引起的氣候變遷程度,但這項研究不僅透露地球遠古與數億年後的可能景象,還能幫助理解遙遠系外行星的獨特氣候。

新論文發表在《自然》(Nature)期刊。

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