上周刊於《自然》的研究，以電腦模擬地球過去幾個極端高溫、地表溫度在 47°C 以上的時期，發現這些乾燥周期後會很快就出現超大規模暴雨，每次的降雨都會涉及數百公里闊的位置，並可在短短幾個小時內在這些範圍中有超過 30 厘米的超極大降雨。

是次研究團隊形容，這個循環是一種「新的、完全出乎意料的大氣狀態」，發現不僅可以提高人類對地球過去和未來的理解，還可以為學者對太陽系外系外行星的觀察提供重要資訊。

參與研究的哈佛大學氣候科學家 Jacob Seeley 表示，現代熱帶地區深處，也總會有部份地方不斷下雨。然而，團隊發現在極端溫暖的氣候下，大片海洋上可能有好幾天沒有下雨。然後，突然間一場大暴雨幾乎席捲整個區域，情況會不斷重複出現。

團隊進行了一系列模擬，在某些情況下，地表溫度在 54°C時，測試了大氣二氧化碳濃度的增加和太陽光度的增加，而前者濃度更是現時的 64 倍。

這種溫度增加會產生所謂的「抑制層」，即由加熱的大氣水蒸氣引起、靠近地球表面的一個大氣層，可防止對流雲上升並形成雨雲，該層然後保持蒸發被困在地表附近。

與此同時，熱量散失到太空會導致高層大氣中形成雲。由於過熱，這些雲中的雨水在到達地表之前就蒸發了，因此該系統中的水繼續積聚。這種蒸發最終會破壞抑制層，引發持續數小時的超極大暴雨。

Seeley 形容情況如為巨型電池充電，在大氣層高處有大量的冷卻，在地表附近則有大量蒸發和加熱，被這個屏障隔開。他解釋，如果有東西可以突破這道屏障，讓地表的熱量和濕氣進入涼爽的高層大氣，就會引發一場超極大暴雨。

在其中一個模擬，團隊觀察到在這些極端高溫時期中， 6 小時內的降雨量比美國一些熱帶氣旋在幾天內的降雨量還要多。一旦雨水被釋放，「大氣電池」就會重新「充電」並重複循環。

團隊警告，研究中展示的「熱室對流 (hothouse convection) 」在某些方面與美國大平原已經看到的相似，但規模要大得多。

雖然氣候危機可怕，但目前無人預測地球溫度會出現如此巨大的變化。然而，隨著太陽不斷變亮，研究對於了解地球氣候的能力，以及規劃地球未來數百萬年情況很重要。

來源：
Science Alert, Ancient Earth May Have Been Ravaged by Gigantic Rain Storms, 6 November 2021

報告：
Seeley, J.T. & Wordsworth, R.D. (2021). Episodic deluges in simulated hothouse climates. Nature 599, 74–79. doi: 10.1038/s41586-021-03919-z

文／Alan Chiu