【風雲際會】爬得越高,長得越美?淺談貝母雲

。 貝母雲(Nacreous cloud)因為擁有彩色光芒,長得像珠母貝而得名。它通常出現在高緯和高空,因此台灣是無緣看見的。

撰文? ∣? 劉承玨老師(國立苗栗高級中學地球科學科)??? 責編 ?∣? 許瑛玿教授(國立台灣師範大學地球科學系)

Sara Björk@flicker?pictoscribe@flicker

  圖左:一朵典型的貝母雲,拍攝於北歐冰島,點小圖可放大。圖右:一枚常見的珠母貝(pearl oyster)。

  根據雲的外觀可以分成四族十屬—積雲族、層雲、卷雲…等,但是有一些特別的雲無法被歸入,也有相當複雜的形成過程。例如:貝母雲及夜光雲。其中貝母雲 (Nacreous cloud)又稱為珠母雲 (Mother-of-pearl cloud),多出現在高緯地區離地 16,000 至 32,000 公尺高空,約在平流層底部的區域。相較於一般常見的雲出現於對流層,貝母雲除了出現的高度較高,而且出現的緯度僅限於南北緯50度以上的近極區。

  貝母雲之所以被喚作「貝母」,主要是雲體具有珍珠般的光澤且會透光,常伴有較淡的紫、藍、紅、黃等近乎同心排列的光弧,猶如陽光下貝殼般的閃耀光澤,相當的鮮豔奪目和搶眼。通常,可以在挪威和阿拉斯加等近極地的區域見到貝母雲的出現。在高緯度的平流層底部氣溫約為 -53℃,在平流層底部(離地面 20,000 至 30,000 米)氣溫會微幅上升,因而有利於大氣凝結核的聚集,若該處同時有充分的水汽,便會有凝結成貝母雲的可能。但是,科學家們還在研究該處的水汽從何而來。

  在南北兩極的冬季,當距離地面10至50公里的平流層溫度低於零下攝氏80度時,平流層中微細的冰結晶就會反射日落的餘暉而形成貝母雲,有時極地山頂上升的氣流偶會形成貝母雲。澳洲南極分站的科學家克萊科吉表示:「冬季時在近極區,當太陽落在地平線之下時,你就可能看到貝母雲。」 另外,氣象學家貝克指出,氣象探空氣球探測到距離地面20公里的貝母雲內部測到的風速接近每小時230公里而溫度只有攝氏零下87度。

  克萊科吉表示貝母雲的出現除了是個奇景外,還與全球氣候改變有關,目前有些科學家推測貝母雲與探討臭氧破洞時常提到的「極地平流雲」有所關聯。挪威大氣研究所的科學家在 2004 年底觀測到北極上空臭氧已有損耗,並且認為北極上空如果寒冷條件持續,則預期臭氧會有大規模損耗。而2004年冬季在臭氧層高度的大氣溫度是近 50 年最冷的一年,已持續了兩個月。同時,科學家們指出自2004年11月以來,北極地區上空 20 公里附近臭氧層處出現了大範圍的「極地平流層雲」(簡稱 PSC),也是近 20 年之最。

  科學家推論,臭氧破洞的元兇雖然是氟氯碳化物,但是PSC的存在讓氟氯碳化合物更容易和臭氧發生反應,加速了臭氧的損耗。隨著全球變暖,也許對流層有著增溫的趨勢,卻也有可能意味著這些熱量被侷限在地表,無法到達較高的平流層,導致平流層的溫度持續下跌,而過去25年的數據亦顯示這個趨勢。所以,貝母雲的出現反映大氣層的環境急遽改變,帶來的化學變化會加速損耗平流層的臭氧。尤其平流層溫度逐年下降速度比地球表面暖化的速度還要快,更加劇臭氧破洞的涵蓋範圍。

  因此,愈來愈多科學家加入探究貝母雲對大氣狀況的影響,利用地面的儀器、氣象探究氣球和衛星等資料,經由深入分析來了解氣候變遷情形與其影響因子間的關係。

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?本文原發表於:高瞻資源計畫平台

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