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者：王云鶴 畢海波（中國科學(xué)院海洋研究所）
本文來自科普博覽大家族科學(xué)大院（ID:kexuedayuan）
很多小伙伴都看過《后天》這部電影。影片中，洋流導(dǎo)致了氣候劇變，短時間內(nèi)地球天寒地凍，像是進(jìn)入冰河時代。但是，如果說《后天》里的可怕災(zāi)難與天上的云有關(guān)，很多小伙伴會不會驚訝地來個What？它們之間究竟有什么聯(lián)系？
影片《后天》（圖片來源：http://www.sohu.com/a/215752546_119097）
云是神奇的：它有時是彩色的，有時是烏黑的；有時像可愛的棉花糖，軟軟的，有時像潔白的羽毛，飄浮著；有時它能組成彩霞萬里的絕美風(fēng)景，有時也能帶來傾盆大雨甚至冰雹。
（圖片來源：Veer圖庫）
（圖片來源：Veer圖庫）
云是調(diào)皮的：有時它會改變太陽光傳輸?shù)姆较?，通過反射，折射和散射打散太陽光束的傳播，又或是直接將太陽光擋在地球之外，使地球變得涼爽；有時它也會面帶慈愛的笑容，呵護(hù)地球，阻止地球的熱量流失，溫暖大地。
△云本身具有輻射性，向地球表面輻射熱量（圖片來源：http://tupian.baike.com/ipad/a3_21_29_20300001066597134266298353771_jpg.html）
從科學(xué)角度講，云是大氣中的水蒸氣遇冷液化成的小水滴或凝華成的小冰晶混合組成的漂浮在空中的可見聚合物。按照云的高度我們把它可以分為高云、中云、低云。通常情況，高云是指7000米以上的云，2000米-7000米間的云為中云，2000米以下稱為低云。在形態(tài)上，高云中多為卷云，中云中多為積云，低云多為層云。云的厚薄不一，厚的可達(dá)七八千米，薄的只有幾十米。
（圖片來源：Veer圖庫）
在微觀上，云是顆粒狀的，是地球的保護(hù)層，可阻擋太陽的電磁輻射，降低地球表面溫度，使地球在夏季不會太熱；也可反射來自地球的熱輻射，增加地球溫度，使地球在冬天不至于太冷。
可能有些小伙伴腦子里彈出一句“沒感覺云有多重要啊”，讓我們來看一個案例。
在2011年冬季，南極云量比往年少很多，出現(xiàn)極大的負(fù)異常（作者注：負(fù)異常是指異常偏少）。打個比方，就像往年南極冬季的天空都是穿著羽絨服，捂得嚴(yán)嚴(yán)實實，而2011年穿的是薄外套。這讓南大洋海水中大量熱量散失，各海域比以往結(jié)了更多的冰。海冰出現(xiàn)強(qiáng)正異常（作者注：正異常是指異常偏多），南極總冰面積和厚度達(dá)到了一個歷史高點。
這種現(xiàn)象，使南極的海冰更有能力去經(jīng)受接下來春季和夏季的漂流與融化。所以到了2012年夏季，仍有很多冰存留下來，造成了當(dāng)年夏季海冰的正異常。
海冰是海水與大氣熱量和物質(zhì)交換的阻隔層。海冰的異常會導(dǎo)致海洋環(huán)境和大氣環(huán)境的異常，這些異常過程易誘發(fā)極端天氣或氣候異常事件。
據(jù)美國國家海洋和大氣管理局NOAA發(fā)布的《2012年氣候狀況》報告：2012年全球陸地表面平均溫度和海洋表面平均溫度均躋身于有記錄以來的“十大最熱年份榜”；而2012年雨季少雨，導(dǎo)致巴西東北部遭遇了過去的三十年以來最嚴(yán)重的旱災(zāi)；少雨和多次破紀(jì)錄的高溫天氣使北美中部也經(jīng)歷了最嚴(yán)重的干旱記錄之一；加勒比在2012年經(jīng)歷了一個非常潮濕的旱季，這是50年以來薩赫勒地區(qū)降雨量最多的一年。對于這些氣候異常事件，誰也不敢說與云沒任何關(guān)系。
2011年冬季南極云異常，藍(lán)色為少云，橙色為多云（圖片來源：Yunhe Wang, 2019, JGR-Atmospheres）
南極海冰異常分布圖（圖片來源：Yunhe Wang, 2019, JGR-Atmospheres）
《后天》電影里的極端氣候變化就是一種氣候異常現(xiàn)象——氣候變暖引起的。云增多會使北極加速增暖，引起北極海冰大量融化，生成大量浮冰，通過弗拉姆海峽流入北大西洋，使北大西洋表層積聚大量淡水，抑制海水下沉，減弱了北大西洋深層水的形成，減慢了大洋傳送帶，減少了海洋表層暖水自南向北的輸送。因此形成了多個大規(guī)模風(fēng)暴云團(tuán)由北極地區(qū)向南移動，造成了電影里冰天雪地、極度嚴(yán)寒的場景。
△大洋傳送帶（圖片來源：http://mooc.chaoxing.com/nodedetailcontroller/visitnodedetail?knowledgeId=1255471）
云在冬季如果有極強(qiáng)的正異常，極有可能引發(fā)“暖冬”，使南極結(jié)冰量減少，冰層在夏季更易融化，無冰海域越來越多。
如果極地冰川全部融化會怎樣？經(jīng)科研人員計算，全球海平面會上升60米。網(wǎng)上一篇文章給出了全球上升50米后中國版圖的樣子，我們可以參考一下，到時候北上廣深四大一線城市可能都在水面下了……
圖中紅色線就是當(dāng)時的中國的海岸線了…（圖片來源：http://news.ifeng.com/a/20171207/53948648_0.shtml）
不過，我們是看不到那一天的。因為還沒有等到極地冰川全部融化，人類早已被極端氣候摧殘得面目全非了，而不僅僅是海平面上升，淹沒一些陸地或島嶼這么簡單。
讀到這里，小伙伴臉上疑惑的表情是不是漸漸消失，改成嚴(yán)肅的表情了？原來，對于我們的生活來說，云太多太少都不行，需要達(dá)到一個平衡量。關(guān)注云，就是關(guān)注氣候變化啊。
實際上，氣候是一個極其復(fù)雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)里包含許多氣候因素，云只是其中一個，不同的因素之間是相互影響，錯綜復(fù)雜的。到底什么因素影響了氣候系統(tǒng)，科學(xué)家們還有很多工作要做。
不過，我們普通人能做什么呢？隨著工業(yè)化程度越來越高，大氣中的煙塵和溫室氣體不斷增加，煙塵可作為云的凝結(jié)核，而溫室氣體也會影響云的形成。我們經(jīng)常聽到的環(huán)保提倡（例如使用可循環(huán)的物品、綠色出行）等，其實也是為了“云的平衡”，那么今天你行動了么？
浪地球中的設(shè)定
看過科幻電影《流浪地球》的朋友，應(yīng)該都會對劇中這樣的設(shè)定印象深刻：太陽正急速衰老膨脹，包括地球在內(nèi)的內(nèi)太陽系將在短時間內(nèi)被太陽吞沒。為了自救人類提出了“流浪地球”計劃，通過建造上萬座行星發(fā)動機(jī)來推動地球逃離太陽系，最終到達(dá)4.2光年外的比鄰星。
但是，這一計劃的第一步，也即“剎車時代”，需要通過建造圍繞地球赤道一周的轉(zhuǎn)向發(fā)動機(jī)讓地球停止自轉(zhuǎn)，因為只有這樣才能讓行星發(fā)動機(jī)一起穩(wěn)定向一個方向推進(jìn)。
地球自轉(zhuǎn)為我們帶來的
或許在地球上生活的我們平日里并沒有特別地注意，自轉(zhuǎn)這一天體最基本的特征早已為這顆藍(lán)色星球的許多自然過程寫好了設(shè)定。中學(xué)地理的知識告訴我們，如若以太陽為參考點，地球自轉(zhuǎn)為我們帶來了以24小時為一個周期的晝夜變化。同時，地球的自轉(zhuǎn)也深刻影響著海洋和陸地的分布，也影響著地球磁場。如果當(dāng)剎車時代來臨地球停止自轉(zhuǎn)，這一切都將相應(yīng)地發(fā)生變化。作為一名研究魚類的科研工作者，在地球停轉(zhuǎn)之后，我們真正離開太陽系之前，地球上的魚類將會何去何從？
去往新的兩大洋
以約15°角速度自轉(zhuǎn)的地球塑造了如今世界的海陸分布，離心力使得海水在赤道處大量隆起。一旦地球停止自轉(zhuǎn)，巨量的海水便幾乎只受地球引力的擺布，那時位于赤道和低緯度地區(qū)的海水將大量投向地球引力最強(qiáng)的南極和北極的懷抱。
可以想象，那時地球的海陸分布會發(fā)生如摩西分海一般變化——高緯度地區(qū)會因海水的涌入成為一片汪洋，而低緯度地區(qū)則會因為失去海水而形成一片環(huán)繞地球一周的陸地。地球?qū)⑿纬赡媳眱善舜藚^(qū)隔開的海洋。
Esri公司對地球停止自轉(zhuǎn)后的海陸分布進(jìn)行建模
圖片來源：https://www.esri.com/news/arcuser/0610/nospin.html
原本地球上的海洋雖然分為四大洋或五大洋（南太平洋），但事實上所有大洋都相互連通，生物可以在適宜生存的范圍內(nèi)在世界的大洋間移動、交流?，F(xiàn)在因為海陸分布的改變形成的南北兩個不相連接的巨大大洋，使海洋中的魚類和其他海洋生物形成了無法逾越的地理隔離，兩大洋中海洋物種之間不再交流，各自演化。
在狹長的適宜地帶安家
當(dāng)?shù)厍蛲Ｖ棺赞D(zhuǎn)海陸分布變化對魚類帶來的影響還不是最嚴(yán)重的，因為接下來要面對的是更為嚴(yán)峻的氣候變化。
在流浪地球計劃第一階段的“剎車時代”，地球停止自轉(zhuǎn)后還依然圍繞太陽公轉(zhuǎn)，那么一年的長度不變，晝夜也還將依然出現(xiàn)，不過一天的長度會延長至長達(dá)一年，這將很大程度上改變地球上的氣候。因為那時，長期處在向陽面的地區(qū)將經(jīng)受高溫，而處在背陽面的地區(qū)則要面臨嚴(yán)寒考驗。
在《流浪地球》電影中，當(dāng)?shù)乇淼臍夂虿辉龠m合人類居住，人類搬到了500米以下的地下城。那時可能除少部分觀賞魚將繼續(xù)陪伴人類外，大部分的野外魚類就要自求多福了。盡管一些魚類表現(xiàn)出了異于?！棒~”的低溫或熱耐受性（如極地魚類可以忍受攝食零下低溫環(huán)境，部分魚類也可以短時忍受40℃以上的高溫），但大部分魚類適宜的溫度還在5~30℃之間。
當(dāng)面臨地球停轉(zhuǎn)后一半是火一般是冰的新“兩極”，或許僅有向陽和背陰面交界處附近，會存在一個不斷隨著地球繞太陽公轉(zhuǎn)而移動的狹長區(qū)域有相對適宜的溫度，魚類等其他生物或許只會在這個區(qū)域附近繁衍生息。
重新適應(yīng)新的作息
晝夜交替周期的改變也將影響地球上許多生物原本的生物鐘。在地球上，依賴環(huán)境中光線等因素的規(guī)律變化，生物可以感知時間，進(jìn)而調(diào)節(jié)生物如睡眠、捕食、繁殖等許多行為。如果地球停止自轉(zhuǎn)，包括魚類在內(nèi)許多生物原本以24小時為周期的近日生物鐘也會受到影響，并產(chǎn)生新的節(jié)律。同時因為晝和夜都變得有半年漫長，也不再有日行性或夜行性魚類的分別了。
地球停止自轉(zhuǎn)只是科幻電影中的設(shè)定，在此設(shè)定之下我們只能大致猜測地球上魚類的歸宿?；貧w現(xiàn)實，我們的地球雖仍在轉(zhuǎn)動，但類似如氣候變暖、海洋酸化、環(huán)境污染、生境破壞等問題也正在考驗著現(xiàn)今的魚類。在這樣的背景下，雖然地球上的一些魚類已經(jīng)滅絕離我們遠(yuǎn)去，而一些魚類，如刀鱭、大鱗底鳉、多刺棘光鰓鯛、三刺魚依靠快速進(jìn)化，獲得了新的環(huán)境適應(yīng)能力。
存在就有希望，不論地球是否停轉(zhuǎn)，關(guān)心魚類和地球上的其他生物，盡可能地保護(hù)好它們的棲息地和生物多樣性，它們應(yīng)該就能找到繼續(xù)適應(yīng)下去的辦法。
作者：吳昊昊，廈門大學(xué)海洋生物學(xué)博士，科普作者
策劃：蔡琳
來源： 光明網(wǎng)-蝌蚪五線譜
些密碼是無法破解的，當(dāng)涉及到地球上最極端的角落時，人類比這十個未被征服的地區(qū)更接近于生活在火星上。極地沙漠的氣候和海洋的巨大壓力給這些地方帶來了一些掙扎，讓那些試圖進(jìn)入這扇門卻未能成功的靈魂感到羞愧。此外，政府保護(hù)土地是一種常見的策略，使一些保護(hù)區(qū)免受人類發(fā)展的壓力。所以，如果你認(rèn)為你有能力在未知的領(lǐng)域插上一面旗幟，那么從這里開始，看看為什么這十個地方直到今天都無人涉足。
在孟加拉灣的一個島上，數(shù)百名部落居民仍然與世隔絕。之前試圖接觸他們的嘗試導(dǎo)致了疾病的爆發(fā)，這可能在他們心中植入了對外來者的強(qiáng)烈敵意。這種報復(fù)在2006年被困漁民被殺和2018年一名傳教士被殺中已經(jīng)形成。他們尸體沒有被找到?？紤]到該島被禁區(qū)保護(hù)，這些互動從一開始就是非法的。北森蒂納爾群島4.85平方英里的面積最近增加了，因為劇烈的地質(zhì)活動顛覆了附近的珊瑚礁。雖然這些人是來自另一個世紀(jì)的活時間膠囊，但他們堅決捍衛(wèi)自己的自由，不受工業(yè)化世界的傷害。
如果這個星球上存在塔爾塔洛斯的內(nèi)部，它們不會比馬里亞納海溝更深。馬里亞納海溝是由兩個構(gòu)造板塊的碰撞形成的，其中太平洋板塊被強(qiáng)行壓到菲律賓地殼下面，水深達(dá)到36201英尺。一個人在穿潛水服和不穿潛水服的情況下潛水的最深深度分別是702英尺和1090英尺。隨著距離的增加，天文壓力也在增加，只有像的里雅斯特號這樣的潛水船才能控制這種壓力，它在1960年達(dá)到了35797英尺。如果大自然有一個“入侵者小心”的標(biāo)志，那就是馬里亞納海溝。
Pluragrotta洞是一個位于挪威拉納的一個超凡的洞穴系統(tǒng)，是一個死亡和婚姻的地方。傳統(tǒng)的潛水路線呈“V”形，潛水員試圖在數(shù)百英尺的冰冷海水和覆蓋著鋒利巖石的狹窄角落里找到空氣。上世紀(jì)60年代，當(dāng)?shù)氐囊粋€湖泊筑壩，露出了這條部分位于地下的河道，由于壓縮病，一些行程需要超過24小時。參賽隊伍競相探索，還有一支隊伍在一個小區(qū)域舉行婚禮，創(chuàng)造了吉尼斯世界紀(jì)錄。然而，進(jìn)一步探索的困難已經(jīng)奪去了三人的生命，剩下的3.5公里可能永遠(yuǎn)不會被發(fā)現(xiàn)。
在某種程度上，我們不得不面對現(xiàn)代工業(yè)無休止的擴(kuò)張。查瓦利河(Vale do Javari)是最后的堡壘，它是巴西亞馬遜河上一塊史詩般的廣闊地區(qū)，總面積近3.3萬平方英里。大約2000人生活在這里的14個與世隔絕的部落中，分布在19個村莊里。非土著居民一踏上領(lǐng)土就立即被貼上罪犯的標(biāo)簽，政府執(zhí)行例行的空中觀察。然而，該地區(qū)存在非法走私和采礦，這些組織應(yīng)對2022年6月一名英國記者被謀殺負(fù)責(zé)。為了保持克制，世界上有些地方?jīng)]有受到影響，為此我們感謝巴西。
不穿鞋被困的可怕地方，馬達(dá)加斯加的大馨吉常年參差不齊的景觀完全不允許人類定居。這個馬達(dá)加斯加保護(hù)區(qū)是通過暴露的石灰?guī)r洞穴形成的，這些洞穴被2億年的地下水運動雕刻成垂直的刀。這個名字的正確翻譯相當(dāng)于“一個人不能赤腳走路的地方”。由于石灰石針對該地區(qū)的無情控制，甚至植物和動物都難以在這里立足。人類觀察者很幸運地坐在一邊，凝視著這些神秘的構(gòu)造，它們藝術(shù)地裝飾著該地區(qū)的每一個表面。
加拿大努納武特的德文島是一個嚴(yán)酷的外星景觀，是美國宇航局設(shè)備模擬的一個舞臺，因為它擁有地球上最嚴(yán)酷的條件。它是世界上最大的無人島，從極端的大霧到零下58華氏度(-58°F)左右的殘酷冬季氣溫。作為北極圈的一員，它肯定被相似的地形所包圍。在3900萬年前撞擊地球并在德文郡留下外星印記后，霍頓隕石坑成為了人們關(guān)注的焦點。在1924年至1951年期間發(fā)生了對哨所的企圖，在登打士港留下了一系列的廢墟。這個島是否看到了現(xiàn)代社會在其荒地上尋找價值的努力，還有待決定。
這片俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)的廣袤而寒冷的土地，給予甚少卻占有一切。許多部分根本沒有被探索過，人口少得驚人，只有99.5萬人，覆蓋119萬平方英里。作為參考，這只比印度略小。冬天的平均氣溫接近零下50度，這并不是說有太多理由去戶外冒險，探索無邊無際的苔原草原。薩哈人設(shè)法定居在更有利的角落，他們的生存依賴于馴化馴鹿和用厚毛皮制成的服裝。
永恒的降雨和未知的角落定義了這個大洋洲山脈。每年有33英尺的降雨量，是亞馬遜雨林降雨量的三倍多。這些山峰高達(dá)15419英尺，這在1959年對探險家來說是不可能完成的任務(wù)。在Jan Sneep的帶領(lǐng)下，這種情況導(dǎo)致一架偵察直升機(jī)墜毀。1959年，登山者勉強(qiáng)到達(dá)了頂峰，今天，還沒有任何官方氣象站成功建立。巴布亞新幾內(nèi)亞的周邊地區(qū)以擁有眾多的語言家族而聞名，總共有20種語言。
松洞位于越南中部，是一個令人驚嘆的洞穴，堪比儒勒·凡爾納的《地心之旅》。按體積計算，它是地球上最大的洞穴，其截面幾乎有兩個足球場寬。部分洞穴已經(jīng)坍塌，地下雨林得以生長。此外，這個自然奇觀的大部分是最近才被發(fā)現(xiàn)的，游客們現(xiàn)在才開始意識到這個洞穴究竟有多么巨大。這些巖層只有300萬年的歷史，是由饒順河侵蝕長山山脈下面的石灰?guī)r造成的。進(jìn)一步的調(diào)查和潛水正在進(jìn)行中，一次一個地揭開這個奇跡的奧秘。
岡嘎本孫峰是一座神秘的山峰，被兇猛的天氣所籠罩，它不向公眾開放。即使它是開放的，第一個試圖爬上它的團(tuán)隊甚至都找不到它。此外，從未有人成功登頂岡嘎本孫峰。這座山位于不丹北部，與西藏接壤。由于當(dāng)?shù)刈诮塘?xí)俗的敏感性，登山活動已被完全禁止?？偢叨冗_(dá)到海拔24836英尺，這是一個誘人的挑戰(zhàn)，讓拒絕攀登的人感到沮喪。可以說，這座雪峰的美麗是因為沒有記錄的勝利者。
人類的大膽只能讓我們走這么遠(yuǎn)。有時，有些深度太深，有些高度太高，現(xiàn)代技術(shù)甚至無法考慮接近。然而，正是這種失敗主義宿命論讓克服這些“不可能”變得如此令人滿足。滿足一個人對未知事物的好奇心是一種既常見又危險的欲望。記住:許多這樣的探險都涉及到即使是專業(yè)人士也無法避免的死亡。然而，探索和適應(yīng)這些未開發(fā)土地的價值證明了人類無限的潛力。
資料來源：https://www.worldatlas.com/places/10-places-on-earth-untouched-by-modern-humans.html
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