普林斯顿大学研究人员：种植森林可能比想象中更能使地球降温

森林由于反照率低而吸收了大量的太阳辐射，反照率是衡量表面反射阳光能力的指标。在热带地区，低反照率被密集的全年植被对二氧化碳的较高吸收所抵消。但在温带气候下，人们担心的是，太阳捕获的热量可能抵消森林通过从大气中去除二氧化碳而产生的任何降温效应。

不过普林斯顿大学的一项新研究发现，这些担忧可能忽略了一个关键因素–云。他们在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上发表报告称，跟森林地区相关的云层密度更大，这意味着重新造林在冷却地球大气方面可能比之前认为的更有效。

论文通讯作者Amilcare Porporato表示：“主要的问题是，由于反照率问题，没有人知道在中纬度地区植树是好是坏。我们的研究表明，如果考虑到森林地区更容易形成云，那么大面积植树是有利的，应该从气候角度考虑。”

任何在炎热的日子里感受过云层掠过太阳的人都知道，白天的云层对地球有一种降温效应–尽管是短暂的。除了直接阻挡太阳，云还有很高的反照率，类似于冰和雪。然而，Porporato指出，云的研究是出了名的困难，并且在许多研究自然气候变化减缓的有效性的研究中很大程度上遭到了忽视。

为了考虑在云层覆盖的背景下重新造林，Porporato跟该研究的论文第一作者、普林斯顿大学土木与环境工程研究生Sara Cerasoli及南京信息工程大学助理教授Jun Ying合作。他们的工作得到了HMEI的碳减排倡议的支持。

Porporato和Yin之前曾指出过，气候模型低估了每日云周期的冷却效应。他们去年还报告称，气候变化可能会导致干旱地区每天的云层覆盖率增加，而这些地区目前是太阳能生产的理想地区。

在最新的研究中，Cerasoli、Porporato和Yin将2001-10年的卫星云覆盖数据跟与植物和大气相互作用有关的模式相结合以研究植被对中纬度地区云层形成的影响。

研究人员模拟了不同类型的植被和大气边界层之间的相互作用以此来确定云层的形成是否受到植被类型的不同影响。大气边界层是大气的最低层，直接跟地球表面相互作用。他们集中研究了纬度30-45度范围内的地区，大致从亚热带地区到半寒带地区。他们考虑了重新造林和植树造林的影响。

结果研究小组发现，在中纬度地区，云层的冷却效果–结合碳封存的效果–超过了森林吸收的太阳辐射。

模型显示，跟草原和其他植被较短的地区相比，森林地区的云层会更频繁地形成，这种增强的云层形成对地球大气有降温作用。研究人员从卫星数据中观察到，森林地区的云层还倾向于在下午早些时候形成，这导致云层覆盖的持续时间更长，云层将太阳辐射反射出地球的时间也更长。

这一发现可能有助于制定重新造林和农业用地分配的政策–湿润的中纬度地区非常适合重新造林和造林，但也对农业有吸引力。该研究的作者报告称，一种方法是在不太适合再造林的地区将中纬度再造林跟耐旱作物的分布配对。

然而，研究人员们敦促我们在从科学到政策的飞跃时必须谨慎。Cerasoli说道：“我们不能只考虑气候变化，还必须考虑其他因素，如生物多样性以及粮食生产也需要土地这一事实。未来的研究应该继续考虑云的作用，但应该专注于更具体的地区并考虑到它们的经济状况。”

Porporato补充说称：“首先，不要让事情变得更糟。地球系统中有很多东西是相互联系的。如水循环和气候之间相互作用的本质意味着，如果你改变一件事，就很难预测系统的其他部分将如何受到影响。”