亚马逊雨林砍伐引发的局部冷却效应：科学家揭示复杂气候反馈

本文来自微信公众号：生态学时空，作者：复旦赵斌，原文标题：《亚马逊雨林砍伐带来的冷却效应，科学家给出了不一样的解答 | 一起读顶刊》

提起亚马逊雨林，人们常称其为“地球之肺”——它吸收二氧化碳、释放氧气，是全球气候调节的关键。森林砍伐会释放大量储存的碳，加剧全球变暖，这似乎是公认的常识。

然而，几位大气科学家在本周《Science》发表的研究却揭示了意外现象：亚马逊地区森林被砍伐后，局部上空会出现更多低空云，这些云如同“太阳伞”，将部分阳光反射回太空，在大气层顶部产生局部“冷却”效应。

这听起来是好消息？

别急，事情没那么简单。让我们逐步了解科学家的发现。

砍伐后的天空：云量反而增加？

过去几十年，亚马逊雨林经历大规模砍伐与退化。科学家利用2003-2022年二十年的多颗卫星观测数据，对比砍伐区域与邻近未受干扰的原始森林区域，重点关注大气层顶部（地球向太空辐射能量的界面）的能量收支变化。

结果显示：在森林被大面积清除的区域（如巴西朗多尼亚州），旱季低空云量显著增加，云层高度也更低。砍伐最严重的地区，云量平均增加5%以上。

为何砍树后云变多？研究团队解释：原始森林地表粗糙、颜色深暗、水分蒸发强，像“凉爽湿润的空调房”；砍伐后的土地（常变为牧场或农田）平整、颜色变浅（反照率增加）、蒸发减弱，表面温度升高。地表性质的剧烈变化扰动局地大气环流，促使暖湿空气上升，更易凝结形成低空积云。

云的双重角色

要理解这一现象的重要性，需先明白云的双重作用。

对地球而言，云既是遮阳伞也是棉被。白亮的云顶反射阳光回太空，帮助降温；同时像毯子困住地面热量，起到保温效果。哪种作用占优，很大程度取决于云的高度。高空薄云更像棉被，低空厚云则遮阳伞属性更强。

阳伞效应：仅冷却大气顶部，非地球整体

这些额外的低空云带来了什么后果？卫星数据精确测量显示：在高损失砍伐区，大气顶部反射的短波辐射平均增加6.8瓦每平方米，相当于地表因颜色变浅（深绿变浅褐）增加反射量的三倍多。这一数值在地球能量收支尺度上已是不可忽视的冷却力量，即砍伐形成的额外云层，其“冷却”效果远超土地自身变亮的作用。

同时，低云云顶高度降低，会从较暖的低空发出更多长波辐射（红外热量）散向太空，也在一定程度上助力冷却。

因此，科学家观测到了由森林砍伐间接引发的局部“生物物理冷却反馈”。

森林消失，云为何增多？

背后逻辑与夏天午后田野积云形成原理相似。

森林是天然“空调加湿器”，浓密树冠蒸腾出大量水汽，保持地表凉爽。树木被砍伐后，浅色草地或农田取代森林，阳光照射下裸露地面迅速升温，近地面空气被烤得滚烫，裹挟附近森林的水汽上升凝结成云。同时，大片森林被铲平形成的地表“斑块”，创造出森林与空地的强烈温差，催生局地空气环流，进一步助力云的形成，如同人为制造了许多向上推挤的热力引擎。这些云依赖地表加热，多为低空积云，恰好是遮阳伞属性更强的云。

为帮助理解，借用原始论文示意图（图5）说明，分三个环节：

1）森林与砍伐地的“先天差异”

原始森林侧：吸收大量二氧化碳（本身是冷却作用），地表凉爽、湿润、粗糙、颜色深暗（深色吸收阳光能力强，反射弱）。

砍伐区域侧：森林清除后，碳排放导致变暖（生物地球化学增温）；地表干燥、平滑、颜色变浅（反射阳光能力增强，反照率升高），蒸腾作用大幅减弱，地面温度升高。

2）差异如何影响云

正是这种“陆地对比”——一边凉湿暗，一边热干亮——驱动局地大气环流变化。暖湿空气在砍伐区更易上升凝结，导致砍伐区上空云量增加、云顶降低。

3）云的变化如何影响大气层顶部能量收支

短波（阳光）方面：更多低云反射阳光回太空，加上砍伐区地表变亮（反射更多），使大气顶部上行短波辐射显著增加——即“冷却”。

长波（红外热量）方面：砍伐区地表温度更高，发出更多红外辐射；更低的云顶因温度较高，也发出更多向上的红外辐射。两者增加了大气顶部上行长波辐射，也贡献了部分冷却。

研究团队定量分解发现：高损失砍伐区大气顶部上行短波辐射增加中，云的贡献是地表的3倍以上；长波方面总效应较小，但仍为正。

可见，砍伐森林通过改变地表、进而改变低空云，最终在大气层顶部制造了“净冷却信号”。这一信号真实存在，但需冷静看待。

这是好消息吗？且慢！

读到这里，你可能会想：既然砍树能造“太阳伞”，是不是不用太担心亚马逊砍伐？甚至主动砍一点有助于缓解变暖？

绝对不能这样理解，这也是研究团队和同期新闻解读反复强调的。

首先，“冷却效应”是局部、区域性的，且仅发生在大气层顶部。它无法改变根本事实：森林砍伐释放大量二氧化碳，这些二氧化碳在大气中留存数百年，在全球范围内造成长期、不可逆的增温。短期局部遮阳无法抵消全球尺度的温室效应。

打个比方：着火的屋子里打开一扇窗，局部温度可能稍降，但整个屋子仍在燃烧。碳排放导致的“生物地球化学增温”是大火，云层带来的“生物物理冷却”只是窗外的一阵小凉风。

其次，云反馈效果存在很大不确定性。比如全球变暖加剧，亚马逊旱季可能更干、更热。若干旱到一定程度，砍伐区可能连低空云都难以形成，“太阳伞”就会失效。更糟的是，高层云对变暖可能产生“正反馈”——气候越暖，某些云反而越少，加剧变暖。

最后，研究数据明确指出：即使考虑云层冷却作用，亚马逊砍伐的净生物物理效应也远不能抵消碳排放带来的变暖。保护和恢复森林仍是减缓气候变化最有效、最可靠的途径之一。

更复杂的气候拼图

这项研究并非为森林砍伐“翻案”，其价值在于为“砍树如何影响气候”这一庞大拼图补上了长期模糊的一块。它提醒我们，地球气候系统极其复杂，森林与云、辐射、碳循环之间存在精妙连锁反应。衡量森林价值，需综合大气顶层的能量账，既包括熟悉的碳排放问题，也包括地表亮暗、水汽循环及云的变化。

云的多变是气候研究的难题之一，它们既能降温也能保温，具体行为仍是气候模型预测未来的最大不确定性来源之一。因此，同期《Science》杂志上资深大气科学家评价其“令人惊讶”，因为它挑战了之前对森林-云关系的部分认知。

说到底，天空正以自己的方式对大地的改变做出反应。云层增加或许是庞大系统面对扰动时自动启动的局部、有限缓冲，但并非解药。砍光保持水土、稳定气候的天然屏障，等待低空积云拯救，这样的盘算终将落空。真正扛得住酷热的，不只是头顶的水汽，更是脚下绵延不息的森林本身。

解读文献：

• https://doi.org/10.1126/science.adz8296

  
  

  
  

• https://doi.org/10.1126/science.aeg5991