本文來自微信公眾號(hào)：生態(tài)學(xué)時(shí)空，作者：復(fù)旦趙斌，原文標(biāo)題：《亞馬遜雨林砍伐帶來的冷卻效應(yīng)，科學(xué)家給出了不一樣的解答 | 一起讀頂刊》

提起亞馬遜雨林，人們常稱其為“地球之肺”——它吸收二氧化碳、釋放氧氣，是全球氣候調(diào)節(jié)的關(guān)鍵。森林砍伐會(huì)釋放大量?jī)?chǔ)存的碳，加劇全球變暖，這似乎是公認(rèn)的常識(shí)。

然而，幾位大氣科學(xué)家在本周《Science》發(fā)表的研究卻揭示了意外現(xiàn)象：亞馬遜地區(qū)森林被砍伐后，局部上空會(huì)出現(xiàn)更多低空云，這些云如同“太陽(yáng)傘”，將部分陽(yáng)光反射回太空，在大氣層頂部產(chǎn)生局部“冷卻”效應(yīng)。

這聽起來是好消息？

別急，事情沒那么簡(jiǎn)單。讓我們逐步了解科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)。

砍伐后的天空：云量反而增加？

過去幾十年，亞馬遜雨林經(jīng)歷大規(guī)?？撤ヅc退化?？茖W(xué)家利用2003-2022年二十年的多顆衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)比砍伐區(qū)域與鄰近未受干擾的原始森林區(qū)域，重點(diǎn)關(guān)注大氣層頂部（地球向太空輻射能量的界面）的能量收支變化。

結(jié)果顯示：在森林被大面積清除的區(qū)域（如巴西朗多尼亞州），旱季低空云量顯著增加，云層高度也更低?？撤プ顕?yán)重的地區(qū)，云量平均增加5%以上。

為何砍樹后云變多？研究團(tuán)隊(duì)解釋：原始森林地表粗糙、顏色深暗、水分蒸發(fā)強(qiáng)，像“涼爽濕潤(rùn)的空調(diào)房”；砍伐后的土地（常變?yōu)槟翀?chǎng)或農(nóng)田）平整、顏色變淺（反照率增加）、蒸發(fā)減弱，表面溫度升高。地表性質(zhì)的劇烈變化擾動(dòng)局地大氣環(huán)流，促使暖濕空氣上升，更易凝結(jié)形成低空積云。

云的雙重角色

要理解這一現(xiàn)象的重要性，需先明白云的雙重作用。

對(duì)地球而言，云既是遮陽(yáng)傘也是棉被。白亮的云頂反射陽(yáng)光回太空，幫助降溫；同時(shí)像毯子困住地面熱量，起到保溫效果。哪種作用占優(yōu)，很大程度取決于云的高度。高空薄云更像棉被，低空厚云則遮陽(yáng)傘屬性更強(qiáng)。

陽(yáng)傘效應(yīng)：僅冷卻大氣頂部，非地球整體

這些額外的低空云帶來了什么后果？衛(wèi)星數(shù)據(jù)精確測(cè)量顯示：在高損失砍伐區(qū)，大氣頂部反射的短波輻射平均增加6.8瓦每平方米，相當(dāng)于地表因顏色變淺（深綠變淺褐）增加反射量的三倍多。這一數(shù)值在地球能量收支尺度上已是不可忽視的冷卻力量，即砍伐形成的額外云層，其“冷卻”效果遠(yuǎn)超土地自身變亮的作用。

同時(shí)，低云云頂高度降低，會(huì)從較暖的低空發(fā)出更多長(zhǎng)波輻射（紅外熱量）散向太空，也在一定程度上助力冷卻。

因此，科學(xué)家觀測(cè)到了由森林砍伐間接引發(fā)的局部“生物物理冷卻反饋”。

森林消失，云為何增多？

背后邏輯與夏天午后田野積云形成原理相似。

森林是天然“空調(diào)加濕器”，濃密樹冠蒸騰出大量水汽，保持地表涼爽。樹木被砍伐后，淺色草地或農(nóng)田取代森林，陽(yáng)光照射下裸露地面迅速升溫，近地面空氣被烤得滾燙，裹挾附近森林的水汽上升凝結(jié)成云。同時(shí)，大片森林被鏟平形成的地表“斑塊”，創(chuàng)造出森林與空地的強(qiáng)烈溫差，催生局地空氣環(huán)流，進(jìn)一步助力云的形成，如同人為制造了許多向上推擠的熱力引擎。這些云依賴地表加熱，多為低空積云，恰好是遮陽(yáng)傘屬性更強(qiáng)的云。

為幫助理解，借用原始論文示意圖（圖5）說明，分三個(gè)環(huán)節(jié)：

1）森林與砍伐地的“先天差異”

原始森林側(cè)：吸收大量二氧化碳（本身是冷卻作用），地表涼爽、濕潤(rùn)、粗糙、顏色深暗（深色吸收陽(yáng)光能力強(qiáng)，反射弱）。

砍伐區(qū)域側(cè)：森林清除后，碳排放導(dǎo)致變暖（生物地球化學(xué)增溫）；地表干燥、平滑、顏色變淺（反射陽(yáng)光能力增強(qiáng)，反照率升高），蒸騰作用大幅減弱，地面溫度升高。

2）差異如何影響云

正是這種“陸地對(duì)比”——一邊涼濕暗，一邊熱干亮——驅(qū)動(dòng)局地大氣環(huán)流變化。暖濕空氣在砍伐區(qū)更易上升凝結(jié)，導(dǎo)致砍伐區(qū)上空云量增加、云頂降低。

3）云的變化如何影響大氣層頂部能量收支

短波（陽(yáng)光）方面：更多低云反射陽(yáng)光回太空，加上砍伐區(qū)地表變亮（反射更多），使大氣頂部上行短波輻射顯著增加——即“冷卻”。

長(zhǎng)波（紅外熱量）方面：砍伐區(qū)地表溫度更高，發(fā)出更多紅外輻射；更低的云頂因溫度較高，也發(fā)出更多向上的紅外輻射。兩者增加了大氣頂部上行長(zhǎng)波輻射，也貢獻(xiàn)了部分冷卻。

研究團(tuán)隊(duì)定量分解發(fā)現(xiàn)：高損失砍伐區(qū)大氣頂部上行短波輻射增加中，云的貢獻(xiàn)是地表的3倍以上；長(zhǎng)波方面總效應(yīng)較小，但仍為正。

可見，砍伐森林通過改變地表、進(jìn)而改變低空云，最終在大氣層頂部制造了“凈冷卻信號(hào)”。這一信號(hào)真實(shí)存在，但需冷靜看待。

這是好消息嗎？且慢！

讀到這里，你可能會(huì)想：既然砍樹能造“太陽(yáng)傘”，是不是不用太擔(dān)心亞馬遜砍伐？甚至主動(dòng)砍一點(diǎn)有助于緩解變暖？

絕對(duì)不能這樣理解，這也是研究團(tuán)隊(duì)和同期新聞解讀反復(fù)強(qiáng)調(diào)的。

首先，“冷卻效應(yīng)”是局部、區(qū)域性的，且僅發(fā)生在大氣層頂部。它無(wú)法改變根本事實(shí)：森林砍伐釋放大量二氧化碳，這些二氧化碳在大氣中留存數(shù)百年，在全球范圍內(nèi)造成長(zhǎng)期、不可逆的增溫。短期局部遮陽(yáng)無(wú)法抵消全球尺度的溫室效應(yīng)。

打個(gè)比方：著火的屋子里打開一扇窗，局部溫度可能稍降，但整個(gè)屋子仍在燃燒。碳排放導(dǎo)致的“生物地球化學(xué)增溫”是大火，云層帶來的“生物物理冷卻”只是窗外的一陣小涼風(fēng)。

其次，云反饋效果存在很大不確定性。比如全球變暖加劇，亞馬遜旱季可能更干、更熱。若干旱到一定程度，砍伐區(qū)可能連低空云都難以形成，“太陽(yáng)傘”就會(huì)失效。更糟的是，高層云對(duì)變暖可能產(chǎn)生“正反饋”——?dú)夂蛟脚?，某些云反而越少，加劇變暖?/p>

最后，研究數(shù)據(jù)明確指出：即使考慮云層冷卻作用，亞馬遜砍伐的凈生物物理效應(yīng)也遠(yuǎn)不能抵消碳排放帶來的變暖。保護(hù)和恢復(fù)森林仍是減緩氣候變化最有效、最可靠的途徑之一。

更復(fù)雜的氣候拼圖

這項(xiàng)研究并非為森林砍伐“翻案”，其價(jià)值在于為“砍樹如何影響氣候”這一龐大拼圖補(bǔ)上了長(zhǎng)期模糊的一塊。它提醒我們，地球氣候系統(tǒng)極其復(fù)雜，森林與云、輻射、碳循環(huán)之間存在精妙連鎖反應(yīng)。衡量森林價(jià)值，需綜合大氣頂層的能量賬，既包括熟悉的碳排放問題，也包括地表亮暗、水汽循環(huán)及云的變化。

云的多變是氣候研究的難題之一，它們既能降溫也能保溫，具體行為仍是氣候模型預(yù)測(cè)未來的最大不確定性來源之一。因此，同期《Science》雜志上資深大氣科學(xué)家評(píng)價(jià)其“令人驚訝”，因?yàn)樗魬?zhàn)了之前對(duì)森林-云關(guān)系的部分認(rèn)知。

說到底，天空正以自己的方式對(duì)大地的改變做出反應(yīng)。云層增加或許是龐大系統(tǒng)面對(duì)擾動(dòng)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)的局部、有限緩沖，但并非解藥。砍光保持水土、穩(wěn)定氣候的天然屏障，等待低空積云拯救，這樣的盤算終將落空。真正扛得住酷熱的，不只是頭頂?shù)乃?，更是腳下綿延不息的森林本身。

解讀文獻(xiàn)：

• https://doi.org/10.1126/science.adz8296

  
  

  
  

• https://doi.org/10.1126/science.aeg5991