海洋浮游生物如何透過甲烷磺酸影響雲層形成？CERN CLOUD實驗帶來顛覆性發現

這個機制在寒冷、潔淨的海洋空氣中尤其顯著。在這些地方，單靠硫酸本身其實難以有效地「孕育」出新粒子 。

為何這是一項科學範式轉移？

科學界早有「CLAW假說」（以提出者Charlson、Lovelock、Andreae和Warren命名），認為浮游植物排放的DMS能夠透過影響雲層來調節氣候 。然而，由於機制證據不足，這個假說一直被視為軟弱或存在不確定性 。CLOUD實驗如今證明，MSA所驅動的這條路徑，是一個被嚴重忽略的主要途徑，尤其在氣候變化的關鍵區域——南大洋和北極——作用特別顯著 。

CLOUD合作組在報告中指出：「海洋生物圈對於未來人為氣溶膠減少的補償能力，可能比我們之前想像的要強。」

氣候模型準確度的漏洞：CCN濃度低估至少50%

目前大多數全球氣候模型，都沒有納入由MSA驅動的新粒子形成機制。當CLOUD的數據被輸入到EMAC全球氣溶膠氣候模型後，結果令人震驚：考慮MSA的影響後，南大洋和極地區域的雲凝結核（CCN）濃度增加了至少50% 。

這在氣候最重要的區域之一，是一個巨大的改變。實地觀測研究也為此提供了佐證：在浮游植物大量繁殖的海域上空，雲滴的數量可以增加一倍，而雲滴的半徑則縮小了14%，所產生的短波輻射強迫效應（short-wave radiative forcing）可達每平方米-15瓦，與高度污染區域的氣溶膠間接效應相當 。

隨著人類因潔淨空氣政策而減少氣溶膠污染，由浮游生物衍生的天然氣溶膠有可能填補部分「播種」雲層的角色，從而改變我們對未來更潔淨天空下雲層變化的預測 。

對未來暖化預測的啟示

這項發現意味著，生物圈的DMS-雲反饋機制可能比現有IPCC級別氣候模型所假設的要強。這可能代表一個自然存在的「負反饋」，能夠在一定程度上抵消暖化效應：

• 極地地區冷卻效應最強：模型研究顯示，當全球DMS排放增加時，最強的冷卻效應出現在北極，這與海冰反照率反饋機制的改變有關 。

• 可能緩和北極放大效應：如果浮游植物-雲反饋機制在全球暖化下增強（因為溫暖的海洋可能促進生物活動和DMS排放），這可能會抑制北極地區預測的升溫速率 。

• 增加氣候敏感度的不確定性：由於目前大部分模型都缺少MSA路徑，實際的氣候敏感度——即給定二氧化碳增加量所導致的升溫幅度——可能會受到影響。

重要提醒：仍存在不確定性

這個反饋機制的強度仍然存在不確定性。一些早期研究發現，在全球尺度上，CCN對DMS排放變化的敏感度很低，CLAW假說也因此備受爭議 。CLOUD的發現重新激活並強化了這個觀點，但要將MSA的化學機制完全整合到地球系統模型中，並透過觀測數據進行驗證，仍然是一項正在進行的工作 。這些結果非常新（2026年6月24至25日發表），尚未得到氣候模型社群的廣泛檢驗。

下一步發展

CLOUD實驗將持續提供對氣溶膠粒子形成的機制理解，以便將其參數化並納入氣候模型 。接下來的關鍵步驟包括：將MSA化學納入IPCC級別的地球系統模型、對南大洋和北極的模型效果進行實地觀測驗證，以及評估這個反饋機制在不同暖化情景下可能發生的變化。

有一點已經清晰：海洋生物對未來氣候的影響力，可能遠比現有氣候模型所認為的要大得多。