沙尘植被气候raybet雷竞技最新
到目前为止，我们已经考虑了反照率，粗糙度和水的蒸发在植被覆盖与气候之间的反馈中。raybet雷竞技最新另一个潜在的重要植被-气候反馈来自灰尘。raybet雷竞技最新大气中的灰尘主要由土壤颗粒组成，是构成岩石和粘土的各种矿物的碎片。这些微小的粒子会散射阳光。灰尘实际上是植被覆盖的产物，或者更确切地说，是缺乏植被覆盖的产物;当风吹过裸露的地表，将干燥的土壤颗粒带到高空时，在草丛和分散的灌木丛之间有大量裸露土壤的地区往往是大气中灰尘的最大来源。相反，当植被覆盖形成一个连续的垫子时，根系将土壤结合在一起。有了这样的根垫，即使土壤变干，有时它也不会在表面破碎，被风吹走。植物的叶子和茎也可以阻断和减缓风，防止风从土壤表面带走灰尘。
正如人们所预料的那样，森林茂密的地区(有深而密的根垫来束缚土壤)茂密的树冠阻断风和充足的雨水以保持土壤湿润)几乎不会向大气中产生灰尘。相反，有人可能会认为，完全光秃秃的沙漠表面，如撒哈拉沙漠中部，会向大气中贡献最多的灰尘，因为那里没有植物可以阻止灰尘被风吹起。事实上，漂浮在世界大气中的灰尘更多来自于相对较薄的沙漠边缘地带，如萨赫勒，而不是沙漠边缘地带极端的沙漠内饰。为什么会这样?因为只有在有一定湿度和植被活动的气候条件下，raybet雷竞技最新下面的岩石才能被分解以提供灰尘(这一过程被称为风化作用)。完全干燥的环境在美国，无论那里曾经有多少尘埃，都被风吹走了，最终要么进入海洋，要么固定在气候湿润地区的土壤中。raybet雷竞技最新没有新材料的供应，剩下的只有光秃秃的石质表面和沙地——这正是撒哈拉沙漠的景观。在一个非常潮湿、森林覆盖的环境中，岩石的分解可能很快，但土壤永远不会暴露在露天干燥，所以其中的粘土和其他矿物质不会被风吹走。一个半干旱的环境比如萨赫勒地区，从让灰尘进入大气层的角度来看，它提供了理想的组合:足够的生物活动，以化学方式将岩石分解成细小的颗粒，以及足够的裸露干燥的土壤，让这些颗粒被风带走。
通过散射一些光线，同时也吸收一些光线，尘埃对气候产生了矛盾的影响。raybet雷竞技最新尘埃粒子散射的大部分光都回到了太空，所以地球的温度更低，因为很少有温暖的阳光能到达地球。此外，漂浮在大气中的灰尘“浪费”了它所吸收的光的一些热量，因为它漂浮在温室气体的主要覆盖层之上。由于上面没有太多的温室气体来吸收热量，尘埃很容易就会将热量释放回太空加热大气在它周围和下面的表面，地球的温度会比正常情况下要低。另一方面，灰尘本身也可以起到温室气体的作用。它在离开地球表面的过程中吸收了一些红外辐射，然后将其中一些辐射送回地球。因此，可能会流失到太空的红外线在每个尘埃颗粒和地球表面之间反弹。这有使地球稍微变暖的效果。此外，虽然灰尘是“明亮的”，并散射了大量的阳光，但它没有那么明亮雪和冰．如果在冰雪覆盖的冰盖上方的大气中有灰尘，这些灰尘实际上会比下面明亮的白色表面捕获更多的太阳热量，因此它将有助于温暖空气。
这些对立因素之间的总体平衡决定了灰尘是使地球变暖还是变冷。对于变冷还是变暖的影响更重要，以及影响有多大，气候科学家之间存在一些raybet雷竞技最新不确定性。
反射阳光(冷却)
粉尘层
捕获并重新辐射红外线(变暖)
图5.10。大气中尘埃对地面温度的相反影响。
捕获并重新辐射红外线(变暖)
图5.10。大气中尘埃对地面温度的相反影响。
然而，在地球历史上的大多数地方和大多数时间，人们倾向于对尘埃的冷却影响。
尘埃亦可对降雨产生两种相反的影响(图5.10)。通过为水滴提供凝结核，它可能会增加降雨量。这有助于云更快、更丰富地形成，从而带来更多的降雨。另一方面，大气中的一层尘埃在阳光下被加热，可以起到“盖子”的作用，防止空气上涌。这就减少了下雨的可能性。一般认为，沙尘的“抑雨”作用大于“造雨”作用。
所以，通过充当尘埃的来源，半干旱地区会让气候变得更凉爽，也会让raybet雷竞技最新气候变得更干燥。它们的影响有多广泛取决于灰尘在降落到陆地或海洋之前在空中停留的时间。一些气候科raybet雷竞技最新学家认为，萨赫勒地区大气中积聚的沙尘是在沙尘暴期间形成的干旱加剧和延长了干旱。Masuru Yoshioko及其同事的一项研究使用了一种特殊的灰尘模型(旨在模拟灰尘如何被吹到高空大气中)，并结合气候模型来模拟萨赫勒地区灰尘的反馈。raybet雷竞技最新他们认为，在过去几十年里，大约30%的降雨量波动实际上是由于该地区的灰尘被风吹到上方空气中的影响。最初的“触发因素”可能是大西洋海面温度的变化，正是这种变化引发了干旱，但空气中的灰尘将有助于使气候系统在数年内保持干燥状态，灰尘引起的干燥确保更多的灰尘继续到达大气。raybet雷竞技最新因此，这是一个明显的正反馈，与植被覆盖的其他影响(如反照率和蒸发)平行作用。他们的模型与普遍的情况不一致，因为它表明，在控制萨赫勒地区的降雨方面，沙尘效应实际上比其他植被反馈更重要。沙尘在干旱阶段在萨赫勒地区和其他干旱地区的重要性仍然是一个很有争议的问题，但现在我们有了一些诱人的线索，它可能非常重要。
灰尘也许也能影响气候raybet雷竞技最新在几万年的时间尺度上。大气中尘埃数量的地质历史来自于冰原和深海沉积物的取心。从大气中落下的尘埃颗粒如果落在冰原上，最终会被埋在雪层中。如果它们落在海面上，就会沉到海底，埋在沉积物中。利用灵敏的技术来研究这些冰和海床核心中的灰尘含量，人们可以估计出过去特定时间大气中有多少灰尘。
从过去几百万年的情况来看，寒冷的“冰川”气候阶段往往比温暖的“间冰期”时期尘土更多。raybet雷竞技最新在某些地区，大气中的尘埃颗粒数量是现在的数十倍，它们现在出现在被埋在其中的冰或沉积物的岩心中。总的来说，在冰川期，地球大气中的尘埃似乎是现在的三倍。通过比较两国的植被图，人们可以预料到大气中灰尘的大幅增加气候类型raybet雷竞技最新阶段。冰期则少得多森林植被以及更大范围的沙漠和半沙漠与间冰期相比。事实上，从冰川时期貌似合理的植被图开始，再使用气候模型来估计有多少灰尘会被风吹起和携带，人们就可以相当准确地预测冰川时期大气中额外的灰尘量。raybet雷竞技最新更多的灰尘也会来自冰原边缘，那里碾碎的岩石碎片被倾倒并干燥。冰川时期大气中所有额外的灰尘肯定对气候有一些重大影响。raybet雷竞技最新最有可能的是，它通过将太阳光反射回太空，抑制大气中降雨的对流，加强了当时的寒冷和干旱。在冰川期，沙尘对全球气候的实际影响仍然需要用一个足够大的GCM来模拟，除了其他一切raybet雷竞技最新之外，还需要考虑沙尘通量。
然而，也许有一段时间，灰尘实际上导致了气候变暖。raybet雷竞技最新科罗拉多大学的乔纳森·奥弗佩克及其同事指出，与陆地上冰盖或海洋上漂浮的海冰的明亮表面相比，大气中的灰尘颜色要深得多。这意味着，如果它吹过了冰层的顶部，要么停留在大气中，要么停留在冰层的顶部，这往往意味着更多的太阳热量被吸收。这将导致气候变暖，也许有助于冰的融化。raybet雷竞技最新在冰河时期，如果风吹在某些方向上，在冰原上携带尘埃，它们实际上可能有助于结束冰川气候。raybet雷竞技最新奥弗佩克的研究小组利用气候模型表明，一旦冰盖达到特raybet雷竞技最新定的大小和范围，它们可能会通过吸入灰尘而开始自我毁灭的过程。
灰尘对气候的另一种非常不同的影响可能通过海洋浮游生物起作用。raybet雷竞技最新人们认为，在开阔的海洋中，浮游生物的生长往往受到缺铁的限制，而矿物粉尘恰好富含铁。实验表明，向一罐表层海水中加入铁盐通常会产生“水华”，即漂浮在水中的藻类数量激增。看起来，在它们所需的铁的补充下，藻类能够消耗掉少量的其他营养物质，比如氮和磷，然后繁殖。其他更有野心的实验实际上涉及到在远洋航行的船只尾部倾倒铁盐。在几天内，沿着船的路线，经常(虽然不总是)浮游植物大量繁殖，可以被卫星探测到。这种浮游植物生长的爆发持续几天到几周，然后就会分散或被饥饿的浮游动物吃掉。考虑到适量添加铁的作用，一些海洋学家想知道在冰川时期沙尘通量的大幅增加可能会产生什么影响。例如，灰尘中增加的铁输入会不会极大地促进浮游植物的生长?浮游生物的增长可以将更多的碳拖到深海，有助于降低大气中的二氧化碳水平(第7章)。因此，冰川时期大气中更多的灰尘可能是导致二氧化碳水平降低的部分原因。 Since lower CO2 is likely to be part of the cause of theraybet雷竞技最新气候与植被产生更多灰尘的条件，我们这里有一个正反馈循环，加强了冰川气候。raybet雷竞技最新
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