科学家发现,云并不是各自为战。它们会自发聚集,把温暖湿润的空气锁在一起,让暴雨更猛烈、更持久。这种被长期忽视的过程,可能正在放大全球变暖下的极端降雨风险。

为什么云一扎堆,暴雨就失控

在很多人眼里,云只是天空里的棉花糖或阴沉的灰团。但在气候科学家Caroline Muller看来,云是正在流动的空气,是上升、冷却、旋转的复杂结构。她研究云的方式,更像是在看一场看不见的流体运动。

这种研究在近几年变得格外紧迫。随着全球变暖,暴雨正在变得更猛烈。有些风暴的降雨量,甚至是过去预期的两到三倍。2025年3月,阿根廷城市Bahía Blanca在不到12小时内,降下了接近全年一半的雨量,引发致命洪水。

传统理论认为,空气温度每升高1摄氏度,能多容纳约7%的水汽。但现实中的降雨,常常远超这个幅度。问题出在模型里长期被简化的一环,云。

Muller和同行发现,云并非随机分布,而是会自发聚集。即使在没有山脉、风场、地球自转的理想化模拟中,云也会慢慢扎堆,形成更大的风暴区域。最初,没有人知道原因。

突破口出现在2012年。Muller发现,云少的区域更容易把热量向太空辐射,空气因此变冷。这种冷却会推动空气流向云多的地方,把水汽和热量进一步集中,让云越聚越多。后来研究还发现,这个过程能加速热带气旋的形成。

当科学家开始关注云的边缘和下方,又发现了更多细节。比如“卷入效应”,也就是云边界处的湍流混合。真实的云并不是笔直上升的气柱,而像花椰菜一样翻滚。这种混合过程,会让已经潮湿的区域更容易继续生成云。

云的内部过程,也会直接放大降雨。温暖、潮湿的空气里,雨滴下落时不容易蒸发。气温越高,云里形成的雨多、雪少,而雨滴下落更快,损失更少。结果就是,同一团云,能挤出远超理论预测的雨量。有些模拟中,降雨几乎翻倍。

云的聚集效应,会把这些因素叠加。研究发现,云扎堆能让短时强降雨增强30%到70%,这是因为云内部始终保持高湿环境。

这些机制在热带尤其重要。那里缺乏冷锋和急流,云自身的组织方式,往往主导风暴强度。但不同模型对未来的判断并不一致。有的认为云会更容易聚集,有的则相反。

更精细的全球风暴分辨率模型,正在提供新线索。2024年的一项研究显示,随着气温升高,热带云团会更集中,风暴次数减少,但单次更大、更持久,一天内的降雨量明显超标。

问题是,这类模拟极其耗费算力,能做的团队很少。现实观测数据也依然不足,尤其是在许多热带国家。2025年,委内瑞拉和哥伦比亚的洪水夺走生命,但科学家至今难以确定哪些因素放大了那场风暴。

新的数据正在到来。海上雷达观测、卫星任务,正在逐步填补空白。研究人员希望,等云的真实行为被看清,人类才能更准确预测暴雨,提前应对正在加速的极端天气。


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