一群瞪羚和一團云有什么共同點？人類產(chǎn)生的空氣懸浮微粒又是怎樣影響著降雨方式？據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)近日報道，以色列魏茨曼環(huán)境科學(xué)研究所和美國國家海洋和大氣管理局地球系統(tǒng)研究實驗室科學(xué)家合作，共同構(gòu)建了一種新的數(shù)學(xué)模型，用來描述云、雨和空氣中的懸浮微粒之間的動態(tài)關(guān)系。該模型正是仿照了自然界獵食與被獵食動物的種群動態(tài)變化模型而建立，有助于科學(xué)家進一步理解氣候變化的規(guī)律。研究論文發(fā)表在最近出版的《美國國家科學(xué)院院刊》上。

云是導(dǎo)致氣候變化的主要因素，尤其在淺海地區(qū)大氣層，它們在亞熱帶海洋上空形成了巨大的云層，將部分太陽能量反射回太空，給大氣降溫。研究人員解釋說，正像獵食動物和被獵食動物群體的擴張與收縮互為消長一樣，模擬動物世界中獵食周期的方程，也能模擬云雨變化的周期：過多降雨會使天空的云大大減少，而隨著云的慢慢生長，會帶來再次降雨。就像草的數(shù)量影響了牧群的大小，空氣中的懸浮微粒是“養(yǎng)”云的雨核，其數(shù)量也是相對的，圍繞微粒形成微小的雨滴，飄在高空而不會降落下來。

研究人員根據(jù)以往對海洋層積云的研究數(shù)據(jù)，用了3個類似獵食模型簡單方程，構(gòu)建了模擬云雨系統(tǒng)動態(tài)變化的模型：第一個好像瞪羚與獅子；第二個好像雙人自行車的聯(lián)動：降雨好比是“獵食者”，降雨周期總是緊隨云團達到峰值之后而來，云在損失以后會以同樣的比率得到補充，由此形成一種穩(wěn)定狀態(tài)；第三種是混亂，當獵食群體失控或強降雨破壞了整個云系時，會造成氣候混亂。

此外，模型還顯示，隨著懸浮微粒數(shù)量的變化，系統(tǒng)會突然從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)。這也顯示出一種雙重結(jié)果的可能性：當懸浮微粒含量較低時，云的形成主要取決于飄塵濃度；當懸浮微粒含量較高而達到飽和時，云的形成只取決于最初的環(huán)境條件。

以色列魏茨曼環(huán)境科學(xué)研究所能量研究部的艾蘭-科倫解釋說，通過這種系統(tǒng)方法，“能讓我們以新的角度來觀察云、雨以及懸浮微粒之間的復(fù)雜關(guān)系，理解它們是怎樣形成的，也讓我們能從更宏觀的視野來研究空氣中懸浮微粒水平的轉(zhuǎn)變怎樣影響氣候變化。”