极热年代：古代地球降水严重不均匀 且雨水可能大到不可想象

今天，我们正经历着全球温度的小幅上升对一个星球的气候产生的巨大影响。现在，想象一下一个比今天热20至30华氏度的地球。地球很可能在遥远的过去的不同时期经历过这些温度，并将在数亿年后随着太阳继续变亮再次经历这些温度。

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人们对大气和气候在这些所谓的温室时期的表现知之甚少。在一项新的研究中，来自哈佛大学的研究人员发现，在这些极端炎热的年代，地球可能经历了干燥的周期，然后是数百英里宽的大规模暴雨，可以在几小时内倾泻超过一英尺雨量的雨水。

哈佛大学约翰-A-保尔森工程与应用科学学院（SEAS）和哈佛大学地球与行星科学系的环境科学与工程博士后Jacob Seeley说："如果你今天看一大片深层热带地区，它总是在某个地方下雨。但是我们发现，在极度温暖的气候下，可能会有多天在海洋的很大一部分地方没有下雨。然后，突然间，一场大规模的暴雨会在几乎整个领域内爆发，倾泻出巨大的雨量。然后，它将平静几天，然后重复。"

该研究的资深作者、东南大学环境科学与工程系戈登-麦凯教授Robin Wordsworth说："这种偶发的暴雨周期是一种新的、完全意想不到的大气状态。"

这项研究不仅揭示了地球遥远的过去和遥远的未来，而且还可能有助于了解围绕遥远恒星运行的系外行星的气候。

该研究发表在《自然》杂志上。

在一个大气模型中，Seeley和Wordsworth将地球的海面温度提高到了华氏130度，方法是加入更多的二氧化碳--大约是目前大气中二氧化碳含量的64倍--或者将太阳的亮度提高大约10%。

在这些温度下，大气中开始发生令人惊讶的事情。当地表附近的空气变得非常温暖时，大气中的水蒸气对阳光的吸收会加热地表以上的空气，并形成所谓的"抑制层"，这是一个阻止对流云上升到高层大气并形成雨云的屏障。

相反，所有的蒸发都滞留在近地表的大气中。同时，由于热量流失到空间，在抑制层以上的高层大气中形成云。在这些高层云层中产生的雨水在到达地面之前就已经蒸发了，所有的水都回到了系统中。

"这种偶发的暴雨周期是一种新的、完全出乎意料的大气状态。"罗宾-沃兹沃斯，戈登-麦凯环境科学与工程教授表示。"这就像给一个巨大的电池充电，你在大气层的高处有大量的冷却，在地表附近有大量的蒸发和加热，被这个屏障隔开。如果有什么东西能够突破这个屏障，让地表的热量和湿度进入凉爽的高层大气，它将会引起一场巨大的暴雨。"

这种现象几乎是不可避免的，几天后，上层大气暴雨的蒸发冷却侵蚀了屏障，引发了长达数小时的暴雨。在一次模拟中，研究人员观察到六小时内的降雨量比一些热带气旋在美国持续几天的降雨总量还要多。

暴风雨过后，云层消散，随着大气能量循环的继续，降水停止了好几天。

"我们的研究表明，在气候系统中仍然有很多惊喜，"Seeley说。"尽管海面温度增加30度远远超过了对人类造成的气候变化的预测，但将大气模型推向不熟悉的领域可以揭示出地球的能力的一瞥。"

"这项研究揭示了丰富的物理学只是，从行星的角度来看，这种气候与现今的地球只有一点点的不同。"沃兹沃斯说。"它提出了关于地球和其他行星的气候演变的大的新问题，我们将在未来许多年里进行研究。"

关键词： 科学探索 极热年代：古代地球降水严重不均匀 且雨水可能大