莎拉·怀尔德，来自《地平线》杂志，《地平线:欧盟研究与创新杂志》 热带雷暴云是独一无二的，因为它们即使在上下条件一致的情况下也能自我组织，而且是通过对过去形成的“记忆”来完成的
信用:美国宇航局约翰逊航天中心 大西洋上空，蓬松的白云在无形的信风的冲击下掠过天空
“它们并不‘特别大，给人印象深刻或者很长’。”博士说
桑德琳·博尼是法国国家科学研究中心的气候学家和研究主任
“但它们是地球上最普遍的云
" 云是全球气候模型中最大的问号之一，也是预测气温上升时气候会发生什么的一张王牌
它们在有多少太阳辐射进入并被困在我们的大气层中起着至关重要的作用
云层越多，从云层顶部反射回太空的辐射就越多；这也意味着如果有更多的云，地球反射的辐射会被捕获
历史上，研究人员一直在努力了解云的特性，它们目前的表现，以及它们将如何应对气候变化导致的气温升高
这归结为一个规模的问题
骨的
从原子的微观相互作用到数千公里的大气流，许多力量影响着云的形成、组成和行为
大西洋中类似棉花的云
瘦骨嶙峋和她的同事们的研究，就是一个很好的例子
“它们性质的一点点变化对全球辐射平衡(有多少太阳能量进入地球大气层和有多少逃逸之间的平衡)有巨大的影响，”她说
因为这些晴朗天气的云(被称为积云)非常普遍，一个小小的变化在全球气候中具有“巨大”的统计权重
“这是最大的问题——没有更大的问题了，”比约恩·史蒂文斯教授说
瘦骨嶙峋的EUREC4A项目的联合领导者，该项目着手调查这些蓬松的白云
“50年来，人们一直在进行气候预测，但所有这些预测都是对云的错误描述
“这些预测，他说，由于对决定气候多云的因素理解不足而受到影响，并且没有在模型中得到适当的体现
野外试验 EUREC4A项目最初是一个测量空气运动和云量的小规模实地实验，吸引了众多合作伙伴，并扩大了范围
最终，它包括五架载人和六架遥控研究飞机、四艘远洋研究船、一支漂流者和滑翔机船队、一系列卫星和巴巴多斯云观测站的测量数据
“这个实验变得越来越复杂，范围也越来越广，以解决许多其他有趣的问题，”教授说
史蒂文斯，比如云降雨的数量和难易程度，以及海洋中的漩涡和上方的云如何相互影响
该团队目前正在撰写他们的结果，并希望他们的测量将提供这些问题的答案
“我们将为一套新的气候模型设定一个基本事实，”他说
为博士
瘦骨嶙峋，下一步超越了理解云的属性和它们覆盖的区域
“现在，我们发现不仅是总面积，还有云的分布和组织方式，”她说
它们形成的模式也可能影响它们阻挡或吸收辐射的方式，这些信息可能会对云在气候变化中的作用产生影响
医生
杨·哈特是莱布尼茨热带海洋研究中心、德国不来梅雅各布斯大学和丹麦尼尔斯·波尔研究所的大气复杂性专家，他正在他的互动项目中研究这个问题
“许多类型的云显示出组织的特征，但是雷暴云(在热带)显示出自组织，”他说
互动研究雷暴如何聚集，使用模拟以及发展它们行为的基本模型
自组织 云的形成有多种原因，例如当它们位于城市上空时，由于所有的混凝土和沥青，城市往往比农村热
自组织发生在云形成和聚集的时候，即使下面的条件和上面的阳光是一致的
雷暴云，被称为积雨云(来自拉丁积云“堆积物”和雨云“暴雨”)，是经常带来雨水的高大垂直云
这些云是热带地区的主要云类型，也是理解全球辐射平衡的关键
“它们位于大部分热量到达地球的纬度，那里的太阳辐射要强得多，”博士说
哈尔特
这些塔状云影响了进入大气层的阳光量，这直接影响了全球变暖
“问题是，例如，当温度变化时，这些高云在聚集时会有多大变化，”他说
然而，像大多数涉及云的问题一样，这是一个很难回答的问题
交互作用从两个不同的角度来处理这个问题:一个是运行模拟，这需要大量的计算时间，另一个是开发“玩具”模型来解释基本的雷暴云交互作用
“玩具”模型是非常基本的模拟，说明雷暴云之间的基本相互作用
例如，Dr
哈特和他的同事们正试图通过将这些复杂的物理相互作用分解成基本的组成部分来理解这些云是如何相互“对话”和自我组织的
当有雷雨时，大部分雨水落到地面，但有一部分在云层下的空气中蒸发
哈尔特解释说:“这种空气结合了寒冷的湿气，变成了‘冷水池’。”
“这种蒸发在云与云之间传递信号时至关重要
" 如果在一个大的区域内有成百上千的云，它们下面的冷水池会相互碰撞，将空气推向大气中较冷的部分，并产生新的雷暴云
他们的一个“玩具”模型描绘了这些冷池是如何相互作用的，这种冷池碰撞并产生新云的循环可以持续数代(一个持续约6小时)的云，将对过去云和风暴的记忆编码为当前的热门云
冷水池会持续影响云的生成数周
这些非常基本的模型是必要的
为了消除一些模拟云行为的未知因素，比如这些冷池是如何相互作用的
该小组的模拟已经纳入了风速、湿度、温度和云成分等参数，云成分是水、冰和一种叫做霰的冰混合物的不同比例
呼应EUREC4A的Dr
瘦骨嶙峋的教授
史蒂文斯博士
哈特说:“我们不知道云是如何工作的，尤其是这些雷暴云的尺度很难或不可能用目前的气候模型来解决
" 仿真 考虑到云的巨大规模及其驱动力，精确的模拟必须包括不同的变量，从原子的运动和它们消耗的能量(纳米)到地球自转和大约10，000公里的全球风
他说:“比方说，我们在一周的模拟中所能做的最好的事情就是将一公里乘一公里左右的区域分解(100米的比例)。”
“这是一个很大的模拟
" 该项目的最终目标是建立一个云组织模型，捕捉过去和现在雷暴云之间的相互作用，并将这些信息输入下一代气候模型
下一步是开始一项实地工作，将新的测量结果输入到他们的模型中
“我们需要对不同的云系统反馈有一个更清晰的理解，才能在这里对气候变化做出一个强有力的声明，”博士说
哈特说
“这些模型有不同的方法来表示高云和低云，如果没有更接近的观测数据，这是无法解决的
" 为了应对气候变暖，预测世界的隔热云层将如何变化，我们首先需要了解它现在是如何运作的
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