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美國科學(xué)家認(rèn)為塵土顆?？深A(yù)報(bào)天氣狀況
閱讀：64 發(fā)布時(shí)間：2013-8-27美國科學(xué)家認(rèn)為塵土顆?？深A(yù)報(bào)天氣狀況
一個(gè)普通玻璃飲水杯的碎裂，或能作為預(yù)測未來氣候變化的線索,。據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道,，泥土破碎時(shí)，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(rèn)為,，大氣中的塵埃顆粒比我們以前認(rèn)為的要多好多倍,。該研究由美國國家大氣研究中心（NCAR）進(jìn)行,，研究結(jié)果發(fā)表在12月27日的美國《國家科學(xué)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(yù)報(bào)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(yù)報(bào)的準(zhǔn)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(dāng)沙礫被吹進(jìn)土壤,，塵土被擊碎，碎片就被發(fā)射出去,，送進(jìn)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(jìn)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(xì)地校準(zhǔn)了模型，模擬出大氣中粘土顆粒的實(shí)際數(shù)字,。
他們在論文中還提到,，在涉及到泥土微粒時(shí)，模型zui可能出錯(cuò),。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(jì)算機(jī)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(dǎo)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(jì)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(xué)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(yù)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(yù)測,?？茖W(xué)家指出，這種形式是一種比例變換下的不變性,。
物理學(xué)家設(shè)計(jì)了數(shù)學(xué)公式來模擬這一過程,，通過公式，可預(yù)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(jì)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(xué)氣象學(xué)院兩位科學(xué)家的一項(xiàng)研究，該研究對干旱土地上灰塵的大小分布進(jìn)行了測量,?？瓶死盟囊姿槲矬w碎片公式，也對這些土壤進(jìn)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(xué)家認(rèn)為塵土顆粒可預(yù)報(bào)天氣狀況