海洋微型浮游生物如何通过甲磺酸影响云层形成

这一机制在洁净、寒冷的海洋空气中尤为有效，因为在这些区域，仅凭硫酸无法高效成核 。

为什么这是一次科学范式转变

几十年来，被称为“CLAW假说”（以提出者Charlson、Lovelock、Andreae和Warren命名）的理论提出，浮游生物的DMS排放能够通过云层形成调节气候 。但该机制长期被认为薄弱或不确定 。CLOUD实验现在证明，MSA驱动的新粒子生成路径是一条主要且此前被忽视的路线——尤其是在南大洋和北极这些气候关键区域 。

“海洋生物圈可能比先前认为的更能补偿未来人为气溶胶的减少，”CLOUD合作组表示 。

气候模型误差：CCN浓度高达50%的缺口

大多数全球气候模型并未纳入MSA驱动的新粒子形成过程。将CLOUD数据纳入EMAC全球气溶胶-气候模型后，结果令人震惊：纳入MSA驱动的粒子形成和增长后，南大洋和极地地区的云凝结核（CCN）浓度至少增加了50% 。

这是地球最重要的气候区域之一中出现的巨大效应。观测研究进一步支持了这一点：在浮游植物水华期间，云滴数量浓度可以翻倍，云滴半径可缩小14%，造成高达-15 W/m²的短波辐射强迫效应——与高度污染区域的气溶胶间接效应相当 。

随着人类活动产生的人为气溶胶污染减少（由于清洁空气政策），源自浮游植物的天然气溶胶可能会接替部分播云的角色，从而改变对未来更洁净世界中云层变化的预测 。

对未来变暖预测的影响

这些发现表明，生物圈的DMS-云反馈可能比现行IPCC类模型假设的要强得多。这可能意味着一种天然的负反馈，部分抵消变暖：

• 极地地区最强的冷却效应：建模研究表明，随着全球DMS排放增加，最强的冷却效应出现在北极，与海冰反照率反馈的变化相关 。

• 对北极放大效应的潜在缓和：如果浮游生物-云反馈在变暖过程中增强（因为温暖海洋可能增加生物活动并提高DMS排放），这可能会抑制北极地区的预计升温速率 。

• 气候敏感性的更大不确定性：由于MSA路径在大多数现行模型中缺失，实际的气候敏感性——即给定CO₂增加量下升温多少——可能受到影响。

重要注意事项

这一反馈的强度仍存在不确定性。一些早期研究发现，在全球尺度上CCN对DMS排放变化的敏感性较低，CLAW假说也一直存在争议 。CLOUD的发现复活并加强了这一假说，但将MSA化学完全集成到地球系统模型中并利用观测数据进行验证仍在进行中 。研究结果非常新（2026年6月24–25日发表），尚未得到更广泛气候建模界的评估。

下一步计划

CLOUD实验将继续提供气溶胶粒子形成的机理理解，以便参数化到气候模型中 。关键下一步包括：将MSA化学纳入IPCC级别的全球地球系统模型，利用南大洋和北极的现场观测验证建模效果，并评估该反馈在不同变暖情景下可能如何变化。

目前已清楚的是：海洋生物对未来气候的影响力可能比模型迄今给予的认可要大得多。