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美國科學家認為塵土顆粒可預報天氣狀況
閱讀：56 發(fā)布時間：2013-8-27美國科學家認為塵土顆粒可預報天氣狀況
一個普通玻璃飲水杯的碎裂,，或能作為預測未來氣候變化的線索,。據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)報道，泥土破碎時,，微小的塵埃顆粒能射入大氣層,，其碎裂的方式跟玻璃和其他易碎物體非常相似。由于碎裂泥土產(chǎn)生了大量的塵埃碎片,，研究人員杰斯普·科克認為,，大氣中的塵埃顆粒比我們以前認為的要多好多倍。該研究由美國國家大氣研究中心（NCAR）進行,，研究結(jié)果發(fā)表在12月27日的美國《國家科學院院刊》上。
對于理解未來氣候變化來說,，塵埃在控制大氣中太陽能方面發(fā)揮著重要作用,。根據(jù)它們的大小及其他特性，一些粉塵顆粒能反射太陽能量,，使地球保持涼爽,，另一些能吸收能量,，使地球保持溫暖。
塵土顆?？深A報天氣狀況
“盡管它們很小,，土壤中塵土顆粒的聚集方式，在表現(xiàn)效果上就和一只玻璃杯掉落在廚房的地板上相似,。”科克說,，“研究這種方式，有助于我們?yōu)槲磥須夂蜃兓雌鹨环逦膱D景,。”該研究還能提高天氣預報的準確性,，尤其是在那些沙塵地區(qū)，塵埃顆粒會影響云層,、降水和氣溫,。
科克的研究集中于飄在空中的礦塵顆粒，當沙礫被吹進土壤,，塵土被擊碎,，碎片就被發(fā)射出去，送進空氣中,。碎片直徑大約50微米,，或大約一根人類頭發(fā)的寬度。
zui小的顆粒是粘土級,，直徑僅2微米,，在大氣中停留約1周，幾乎能周游,，它將太陽熱量反射太空,，使地球保持涼爽。較大些的顆粒,，屬于泥土級,，能漂浮幾天。顆粒越大,，在大氣中越傾向于產(chǎn)生熱的效果,。除了影響大氣中的熱量，灰塵微粒還會沉積在高山積雪場,，吸收熱量促進冰雪融化,。
科克的研究顯示，泥土顆粒對粘土顆粒的比例是目前氣候模型中的2—8倍,。他們仔細地校準了模型,，模擬出大氣中粘土顆粒的實際數(shù)字。
他們在論文中還提到,，在涉及到泥土微粒時,，模型zui可能出錯,。在沙漠地區(qū)，這些較大微粒中大部分在約1600公里大氣范圍內(nèi)打旋,，因此計算機模型要不斷調(diào)整它們的數(shù)量,，才能更好地反映未來沙漠地區(qū)的氣候，比如美國西南部和非洲北部,。但要根據(jù)模型來確定哪些地區(qū)未來的氣溫是否會上升,，上升多少，需要做更多研究,。
研究結(jié)果還顯示出,，海洋生態(tài)系統(tǒng)導致了大氣中二氧化碳的下降。海洋生態(tài)系統(tǒng)從飄塵中接受的鐵比以前估計的要多很多,，鐵增加了生物的活動性,，有益于海洋食物鏈通過光合作用攝入碳。
碎片大小分布具有不變性
物理學家早就知道,，某種易碎物體,，比如玻璃、巖石甚至原子核,，其碎片的形式是可預測的,。它們被擊碎后的殘片大小在一定范圍內(nèi)，小片,、中片和大片的分布都可預測,。科學家指出,，這種形式是一種比例變換下的不變性,。
物理學家設(shè)計了數(shù)學公式來模擬這一過程，通過公式,，可預測易碎物體碎裂后的碎片傳播方式,。根據(jù)科克的理論，用這些公式來估計灰塵微粒的大小范圍是可能的,。他查閱了1983年德國美因茨大學氣象學院兩位科學家的一項研究,，該研究對干旱土地上灰塵的大小分布進行了測量?？瓶死盟囊姿槲矬w碎片公式,，也對這些土壤進行了檢測，確定發(fā)射出的灰塵顆粒的大小分布,。結(jié)果令人吃驚,，該公式能很好地描述對灰塵顆粒的測量。
“所有這些物體都以同樣方式碎裂。”科克說,，“這種想法非常美，這是大自然在混亂中創(chuàng)造秩序的方式,。”
美國科學家認為塵土顆?？深A報天氣狀況