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未来,我们会看见更多彩虹,但这不是个好兆头

彩虹象征着危险,而不是希望,在许多文化中。一项新的研究还指出,气候变化会带来更多的彩虹,这意味着地球更热,云更少,雨更多,这对全球农业和人们的生活都不幸。我们需要密切关注气候变化对世界不同地区的不同影响,依靠农业创新,利用气候适应性方案和工具应对气候灾害。


在亚利桑那州塞多纳附近的红色岩石上,两道美丽的彩虹升起。摄影:Derek von briesen / 国家地理图片集


几年前的一个早晨,科学家金伯利·卡尔森来自瓦胡岛(Oahu)马努亚山谷(Mānoa Valley)家里望着窗外,看见一道闪闪发光的彩虹,美得让她屏住呼吸。


但这并不奇怪:夏威夷可能是当今世界观赏彩虹的最佳场所,马努亚有更独特的条件来形成令人眼花缭乱的彩虹:频繁的降雨和充足的阳光。


卡尔森现在是纽约大学的环境科学教授。她发现自己无法回答这样一个简单的问题:气候变化会影响夏威夷甚至整个星球的惊人彩虹吗?她把这个问题扔给了气候科学家的同事,引起了他们的极大兴趣,然后找了一个班的学生做研究。她把这个问题抛给了气候科学家的同事,引起了他们的极大兴趣,然后找了一个班的学生做研究。2021年11月,他们发表了研究结果。


作为论文的主要作者,卡尔森说:“现在可以肯定的是,气候变化正在影响彩虹。” 利用计算机模型模拟彩虹的形成条件。主要天气模式因气候变化而发生变化。世界上许多地方,特别是靠近两极的地方,如阿拉斯加和西伯利亚,每年可能会增加几十个彩虹日。


但卡尔森也发出了警告:“彩虹也减少了。” 预计未来地中海、非洲南部甚至南美的一些热带地区将变得更加干燥,许多彩虹日可能会在2100年丧失。


2022年11月全球降雨量异常地区 / FAO


尽管彩虹常常为卡尔森在马努亚的日子增色,但事实上,越来越多彩的天空是世界面临巨大挑战的信号。


彩虹的“配方”


“彩虹就像杂草,”马里兰州安纳波利斯美国海军学院的光学和气象学家小雷蒙德·李说只要条件允许,它就会从任何地方冒出来,大或小,或明或暗。” 这是因为彩虹的“配方”几乎是一样的,由简单的物理规律主导。” 这是因为彩虹的“配方”几乎是一样的,由简单的物理规律主导。


李说:“看自然形成的彩虹很简单,基本的‘配方’就是阳光下的雨。”


他解释说,首先,雨滴越大越好,因为小雨滴反射和反射的阳光会相互干扰,削弱彩虹的亮度。那么,一定要有阳光直射大气层,与人眼的夹角小于42度,这在世界上大部分地区都是在上午或下午。最后,下的是阵雨,没有乌云。


卡尔森和他的同事发现,他们基本上可以在计算机气候模型中找到这些确切的条件,无论它们来得多短,并将其与真实的彩虹观测结果进行比较,以确认该模型是否能准确预测彩虹。


他们在照片共享网站Flickr上搜索了近10年来世界各地带有“彩虹”标签的照片,然后将这些照片的位置与符合彩虹形成条件的气候模型预测相匹配——一天和一年中适当的时间,适当的雨量,没有大乌云。模型预测结果与观测结果基本一致,这意味着它们可以利用计算机模型预测未来的彩虹。


但未参与研究的李指出,这些模型未能预测暴雨时的彩虹,暴雨条件下形成的雨滴要大得多,这决定了最壮丽的彩虹会出现在物理上。


彩虹的“配方”很简单:适当的太阳角度和雨滴天空,再加上你作为观察者,太阳从后面照过来


未来会有更多的彩虹


当研究小组将气候模型调整到2100年彩虹形成条件时,一种清晰的模式出现了:总的来说,地球越热,彩虹就越多。


平均而言,地球上的彩虹日会略有增加,每年大约增加4到5天,目前世界上彩虹日的平均为108-117天/年(取决于观测模型),但彩虹日的增长主要集中在几个地方。


卡尔森:“模型预测,彩虹日将在俄罗斯、加拿大、阿拉斯加、喜马拉雅高原等海拔超高的地方大幅增加。” 彩虹日每年可增加30到40甚至50个。” 彩虹日每年可增加30到40甚至50个。


但是,如果彩虹出现了,没有人看到它,它发生了吗?如今,世界上人口最多、彩虹最常见的地区,如地中海和许多岛屿,预计他们看到的彩虹会减少。卡尔森说,未来的彩虹热点“既不是大量人居住的地方,也不是他们将来可能居住的地方。”


这些变化遵循更大的气候变化模式。事实上,这些变化暴露了一些巨大的风险。例如,北极的彩虹很可能会增加,因为在更热的未来,过去以雪的形式从天而降的水会以雨的形式落下更多。据预测,普通彩虹的亚马逊将更频繁地遭受干旱,这不仅是因为亚马逊森林因面积缩水而失去了为自己造雨的超能力,也是因为全球气候变化正在改变导致热带降雨的主要天气模式。


预测模型:秘密武器


太平洋西北国家实验室的气候科学家安德鲁·盖特曼听了卡尔森的论文,立即给她发了一封电子邮件。他一直在做类似的研究,但目的不同,他的目的是看看气候模型的准确性。


计算机气候模型在很多方面都很优秀,但仍然很难准确再现一些彩虹“配方”:阵雨和云量(云量决定了太阳能否穿透云层,照亮彩虹)。因此,盖特曼认为,“看看模型是否能很好地再现彩虹是判断系统是否完全失效的好方法。”因此,盖特曼认为,“看模型是否能很好地再现彩虹是判断系统是否完全失效的好方法。” 到目前为止,他的研究模型已经准确地预测了彩虹的发生,并与卡尔森的结果一致。


他说:“未来可能发生的事情是,云减少了,雨水略有增加,这意味着你将有更多的机会看到彩虹,因为遮挡阳光的云减少了。” 这些模型和研究都表明,“云在未来会变得更少、更薄。”


他强调,未来有更多的彩虹和更少的云,可能意味着地球面临着严重的问题。因为云,尤其是低海拔的云,可以通过反射阳光来帮助地球降温。


彩虹的意义:希望、恐惧和更多


从这个意义上说,恐怕拥有更多彩虹的未来与世界上许多文化对彩虹的传统观点是一致的:在这些文化中,彩虹是危险的信号,而不是吉兆。


李说:“想想看,彩虹往往与极端气候有关。” 倾盆大雨快速过境,阳光穿插,这通常是气候条件危险不稳定的迹象。


在澳大利亚的一些土著社区,彩虹代表着“彩虹蛇”——既是创造者,也是破坏性的力量。


在澳大利亚的一些土著社区,彩虹代表着“彩虹蛇”——既是创造者,也是破坏性的力量。它以彩虹的形式出现,与季节性季风周期有关。在旱季,它是隐形的,它会在雨季呼啸而来。


在希腊,有一种说法是“彩虹女神”。她经常充当上帝和凡人之间的信使,传达战争或冲突等消息,或作为现代和来世之间的桥梁。


在古巴比伦尼亚,戏剧性的彩虹出现在许多灾难事件之前(如公元前651年一位著名领袖的失败),这巩固了彩虹作为凶兆的作用。


在其他地方,包括夏威夷,彩虹经常出现在风景画中。夏威夷原住民有丰富的词汇来描述这些美丽的弧线,如Pūloʻu是指不接触地面的彩虹;kahili是指垂直碎片向上延伸到天空;Punakea是指由微小的水滴组成的彩虹,颜色较弱,几乎看不见。


尽管这些气候模型还没有揭示夏威夷未来彩虹的重大变化。但夏威夷大学马努亚分校的论文合作伙伴史蒂文·布辛格说:“总的来说,这些岛屿会变得干旱。”


在这一切到来之前,布辛格想保持乐观:“与气候变化有关的词汇往往是干旱、灾难和毁灭。但我们终于有了“彩虹”这样一种优雅的方式来了解气候变化的影响。”


本文译自2022年11月29日英国国家地理官网发表的文章:More rainbows are in our future—and that’s a bad omen.

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