冒牌自然老師

Cumulus clouds swell in a blue sky. What might they be saying to each other?


改寫自科學網
據福斯新聞(FOX News)報導，一項最新研究顯示，雲會交流。但是，它們在說什麼呢？
 
一項新研究發現，像嘰嘰喳喳的蟋蟀或者夏天晚上閃亮的螢火蟲一樣，雲確實會彼此“交流”。這一令人驚訝的研究結論發表在《自然Nature》雜誌上，這一發現可能對理解地球氣候有著重要意義。所以，下次，當你躺在地上仰望天上的雲朵時，你就要想一下：它們是否在談論我？
 
該研究報告的第一作者、美國國家海洋暨大氣總署(NOAA, National Oceanic and Atmospheric Agency)的科學家葛拉罕•菲格爾德(Graham Feingold)解釋說：“雲場以雲彼此溝通並形成規則而週期性降雨事件的方式組織在一起。”換句話說，菲格爾德發現了雲場以降雨和雲反復膨脹的規則性模式進行自我組織的明確證據。
 
這種同步性是如何發生的？雨落下時使得空氣冷卻，這會形成向下的氣流。這些下降氣流觸及地面後外溢，彼此衝撞，形成上升氣流。上升的空氣在之前無雲的天空形成新雲，與此同時，原來的雲在散開。然後這些新雲形成降雨，這種振盪模式反復發生。菲格爾德說：“從某種意義上講，這是雲通過流向地面彼此交流。如果很多雲流向地面的話，氣流被雲擠壓開來，遇到了受擠壓的另一氣流。”
 
之前關於雲結構的理論解釋，溫度變化發生在雲形成的中心，暖氣流和冷氣流為主要動力。作為驅動因素的降雨是冷、暖氣流急劇交換的結果。但是，雲會交流？毫無疑問，這種提法更加激進。但是菲格爾德相當嚴肅，他在論證自己的觀點時引用了探索雲形成的漫長歷史。他解釋說：“回溯至很久以前，這種現象的基礎物理學由20世紀早期一位法國科學家記錄。”
 
菲格爾德表示，大名鼎鼎瑞利男爵(Lord Rayleigh)利用一台望遠鏡觀察太陽時發現了這些對流模式(convection patterns)。後來他提出了一種理論，對實驗室看到的六方晶格(hexagonal patterns)進行了解釋。菲格爾德指出，1933年科學家葛拉罕提出了最早的雲模式報告。但是，他認為，雲交流的理論可能追溯至更古老的時候。他說：“如果很早以前有古人仰望雲研究它們的模式，我不覺得奇怪。”

FOX News.com原文報導
Clouds Can Communicate, Scientists Say
By Jeremy A. Kaplan
Published August 13, 2010

Nature原文論文
Precipitation-generated oscillations in open cellular cloud fields
Nature 466, 849-852 (12 August 2010) | doi:10.1038/nature09314; Received 22 February 2010; Accepted 22 June 2010
Graham Feingold1, Ilan Koren2, Hailong Wang3, Huiwen Xue4 & Wm. Alan Brewer1
   1. NOAA Earth System Research Laboratory (ESRL), Chemical Sciences Division, Boulder, Colorado 80305, USA
   2. Department of Environmental Sciences, Weizmann Institute, Rehovot 76100, Israel
   3. Pacific Northwest National Laboratory, Richland, Washington 99352, USA
   4. Department of Atmospheric Sciences, School of Physics, Peking University, 5 Yiheyuan Road, Beijing 100871, China