北半球亮度下降，或加速全球變暖。一篇最新研究指出，盡管地球整體都在“變暗”，即吸收更多的太陽(yáng)能，但北半球的變暗速度明顯更快。請(qǐng)看本期“海潮天下”的介紹。

▲上圖：這是1972年12月7日，由執(zhí)行美國(guó)宇航局（NASA）阿波羅17號(hào)（Apollo 17）任務(wù)的宇航員哈里森·施密特（Harrison Schmitt）從太空拍攝的一張地球照片。這張著名的地球全景照被稱為“藍(lán)色彈珠”（The Blue Marble）。該影像清晰捕捉了地球的完整面貌，藍(lán)色的海洋、旋渦狀的白色云團(tuán)以及非洲大陸的輪廓一覽無(wú)余，是人類歷史上最具標(biāo)志性和廣泛傳播的地球照片之一，其在NASA的官方照片編號(hào)為AS17-148-22727。

我們習(xí)以為常的地球影像——那片從太空望去、由蔚藍(lán)海洋、旋渦狀白云和點(diǎn)點(diǎn)綠色陸地構(gòu)成的明亮球體（地球），它的光彩正悄然發(fā)生變化。這顆行星的亮度，即陽(yáng)光被地表和大氣反射的程度，正在減弱。而最新研究顯示，這種亮度下降并非均勻發(fā)生，它預(yù)示著全球氣候系統(tǒng)可能面臨一場(chǎng)新的失衡。

海潮天下（Marine Biodiversity）小編注意到，這項(xiàng)由美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的科學(xué)家主導(dǎo)的研究成果，由諾曼·勒布（Norman G. Loeb）、泰勒·J·索爾森（Tyler J. Thorsen）、清司·加藤（Seiji Kato）以及古納爾·米勒（Gunnar Myhre）等多位科學(xué)家合作完成，這個(gè)重磅研究于2025年9月29日發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。研究人員通過(guò)分析長(zhǎng)達(dá)24年的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，揭示了地球整體反照率（albedo）持續(xù)下降的趨勢(shì)，并令人不安地發(fā)現(xiàn)：北半球正在以比南半球更快的速度變暗。

這個(gè)研究的核心發(fā)現(xiàn)是，盡管地球整體都在“變暗”，即吸收更多的太陽(yáng)能，但北半球（NH）的變暗速度明顯更快。

根據(jù)云與地球輻射能量系統(tǒng)（CERES）長(zhǎng)達(dá)24年的衛(wèi)星觀測(cè)記錄，北半球與南半球（SH）在ASR上的趨勢(shì)差異達(dá)到了驚人的0.34±0.23Wm?2每十年。

這一變化帶來(lái)的宏觀后果是顛覆性的：在記錄最初的五年（2001~2005年），南半球平均吸收的輻射量比北半球高出0.20Wm?2；然而到了最新的五年（2020~2024年），形勢(shì)完全逆轉(zhuǎn)，北半球的吸收量反而高出0.54Wm?2。

這種在短短19年間完成的亮度反轉(zhuǎn)，直接挑戰(zhàn)了“半球反照率對(duì)稱性是氣候系統(tǒng)固有屬性”的傳統(tǒng)假設(shè)。

我們知道，地球的亮度，是衡量它將多少太陽(yáng)光反射回太空的關(guān)鍵指標(biāo)。歷史上，科學(xué)界普遍認(rèn)為地球的南北半球在亮度上大致對(duì)稱，盡管兩者的地理構(gòu)成大相徑庭。正如邁阿密大學(xué)大氣科學(xué)教授布萊恩·索登（Brian Soden）所指出的，北半球有更多陸地、冰雪覆蓋，反射性本應(yīng)更強(qiáng)，而南半球則以海洋、南極洲為主。盡管存在這些差異，云層被認(rèn)為是維持這種宏觀對(duì)稱性的主要力量。但這項(xiàng)研究，動(dòng)搖了這一傳統(tǒng)認(rèn)知，表明云層在維持半球平衡中的作用可能存在局限性。

（圖文無(wú)關(guān)）▲上圖：法國(guó)尼斯海天景觀。?水云間攝影

勒布（Loeb）和他的同事們利用來(lái)自多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，對(duì)比了入射太陽(yáng)光和向外長(zhǎng)波輻射（outgoing longwave radiation）的變化，并結(jié)合了高分辨率光譜成像儀、冰雪覆蓋圖以及氣候模型的結(jié)果。他們發(fā)現(xiàn)，南北半球亮度對(duì)稱性的破裂并非偶然，其背后可能存在復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)因素。

一種解釋，聚焦于氣候變暖的自身反饋機(jī)制。當(dāng)?shù)厍驕囟壬邥r(shí)，空氣中能夠容納更多的水蒸氣，而水蒸氣本身具有吸收太陽(yáng)輻射的特性。由于北半球正經(jīng)歷著更劇烈的變暖，這一機(jī)制可能促使其變暗。另一種重要的推測(cè)則與大氣中的氣溶膠（aerosols）變化有關(guān)。氣溶膠是指懸浮在空氣中的微小顆粒，能夠反射太陽(yáng)光。自2000年代初以來(lái)，北半球各國(guó)（如美國(guó)和中國(guó)）實(shí)施了更嚴(yán)格的污染物控制措施，導(dǎo)致大氣中的反射性氣溶膠有所減少。加之北極冰雪融化，使得該區(qū)域反射陽(yáng)光的能力進(jìn)一步下降。相比之下，南半球在過(guò)去幾年里，受大規(guī)模火山噴發(fā)和澳大利亞叢林大火的影響，向大氣中釋放了大量氣溶膠，反而暫時(shí)增加了其反射性，從而加劇了南北半球亮度的差異。

這種反射率的失衡，其影響遠(yuǎn)超亮度本身。索登（Soden）教授警告說(shuō)，當(dāng)一個(gè)半球出現(xiàn)能量盈余、另一個(gè)半球出現(xiàn)能量赤字時(shí)，地球的“整個(gè)氣候環(huán)流將隨之轉(zhuǎn)移”。

這意味著洋流、全球降雨帶的位置可能會(huì)發(fā)生變化，對(duì)區(qū)域水資源供應(yīng)帶來(lái)重大影響。

更直接的威脅是，北半球吸收更多太陽(yáng)輻射，將不可避免地導(dǎo)致氣溫進(jìn)一步升高。這或?qū)⑿纬梢粋€(gè)惡性循環(huán)：變暗導(dǎo)致變暖，變暖又加速了冰雪融化和水蒸氣增加，進(jìn)而使地球更加變暗，加速全球氣候變暖的進(jìn)程。雖然目前仍處于研究的早期階段，但勒布已觀察到北半球的熱帶降水相對(duì)于南半球有所增加的現(xiàn)象，暗示著氣候系統(tǒng)失衡的信號(hào)已經(jīng)出現(xiàn)?？茖W(xué)家們正密切關(guān)注這一發(fā)現(xiàn)可能帶來(lái)的深遠(yuǎn)氣候后果。

▲上圖：這張圖片拍攝于1969年7月17日，由阿波羅11號(hào)（Apollo 11）任務(wù)組在人類首次登月飛行中捕捉，從太空視角，廣闊的太平洋盡收眼底。這個(gè)圖中，地球被全球海洋和云層覆蓋；海洋和云層占據(jù)了地球表面和水圈的主導(dǎo)地位；而在地球的極地地區(qū)，水圈則形成了廣闊的冰蓋。該影像由美國(guó)宇航局（NASA）編目，照片編號(hào)為AS11-36-5348，記錄了人類歷史上最具里程碑意義的一次遠(yuǎn)征中地球的視角。

盡管北半球輻射冷卻（Outgoing Longwave Radiation, OLR）的增強(qiáng)，部分抵消了其吸收輻射（ASR）的增長(zhǎng)，使得南北半球在總凈輻射（NET）上的差異趨勢(shì)較弱，暗示跨赤道的總熱量輸送變化不大，但這種核心反照率對(duì)稱性的破裂，已是氣候系統(tǒng)不穩(wěn)定的明確信號(hào)。該研究團(tuán)隊(duì)指出，未來(lái)的研究需要更長(zhǎng)的觀測(cè)記錄，來(lái)確定這種由非云因素驅(qū)動(dòng)的半球不對(duì)稱，是會(huì)持續(xù)擴(kuò)大，還是會(huì)被更長(zhǎng)時(shí)間尺度的云層反饋機(jī)制最終限制。這一挑戰(zhàn)性的發(fā)現(xiàn)，對(duì)未來(lái)氣候預(yù)測(cè)模型提出了新的、緊迫的要求。