John muir是个白痴。“爬山，得到他们的好嘲笑，”他在1901本书中写道我们的国家公园。“当阳光流入树木时，自然的和平将流入你。”Muir是我的英雄，他的雄辩捍卫自然世界是一个灵感的灵感，原因是我爱的狂野的地方仍然存在。但是，当我挂在这里，在优胜美地的陡峭悬崖面上地上的数千英尺看着一个愤怒和快速的风暴的发病，很难认为对这个男人的慈善想法。我爬上这座山寻找救赎muir承诺。相反，我发现嗡嗡声蚊子，在不平衡的山坡上没有受保护的遍历，并意图在吃我的袜子上的盐疯狂的土拨鼠。
更糟糕的是，还有云。缪尔称它们为友好的“空中飞逝的山脉”。现在他们是一股邪恶的力量。30秒前还是蓝色的天空现在又厚又灰，还在隆隆作响。凝结的空气上升并扩散成一个不祥的砧在我们的头上。闪电损害。下雨了——还是下冰雹了?咔嗒咔嗒地撞在我的头盔上。我和我的攀岩伙伴设置了一条绳索，准备快速撤退。当我们顺着绳子滑下去时，我敏锐地意识到缪尔乐观主义的谬误。
缪尔把大自然看作保护者，甚至是修补者的母亲。“地球没有无法治愈的悲伤，”他说。但他不可能预见到我们对自然界造成的破坏的规模。计算机模型预测——以及大量的观测证据证实——温室气体排放正在深刻地改变着地球的气候。全球变暖，就像即将来临的风暴一样，是一个迫在眉睫的威胁。
我们不知道 - 什么气候模型不能预测 - 这正是这个星球会得到的热门。某些模型预测，二氧化碳水平加倍将导致灾难性：温度升高超过8华氏度和伴随的灾难，包括洪水，干旱和热波。其他模型表示更柔和的响应：升温小于4度。
我们开始汇集云在变暖的世界中的表现方式。它是科学侦探工作。
也在气候中笼罩大地的火山孕育了一个怪物
200年前，地球有记录以来最大的一次喷发发生了。位于东印度群岛松巴瓦岛的坦博拉火山在1815年4月以世界末日的力量自焚。 经过了大约1000年的休眠，毁灭性的疏散和……阅读更多
这些预测之间的差距顽固，即使模型已经进入以结合更复杂和现实的物理流程也是如此。而且不确定性表明，也许存在一些自然现象，即气候研究人员正在模拟差，不完全理解，或者只是被忽视。这个缺失的组件在哪里居住？在植物的呼吸中？海洋的电流？毕竟会是地球，挥动一些未知的力量来帮助自己和我们，因为缪尔会让我们相信吗？
答案也许就在驱使我坠崖的云朵中。基础物理学表明，云根据其高度、组成和厚度以不同的方式影响气候系统。云层比其下面的表面反射更多的阳光，阻止了一些能量到达地球，从而使其冷却。然而，云也可以像毯子一样，吸收地球表面辐射出的热量。当光线击中地球时，它吸收并重新辐射到大气中，而云层可以吸收并再次辐射它们。但由于云的顶部通常比地球表面更冷，云通常向太空释放的辐射更少。云层越高，温度越低，这种影响也就越明显。由此可见，如果温室气体排放增加云层覆盖，或减少云层覆盖，气候变暖可能会加速，或至少不会减弱。如果云层以相反的方式变化，气候变暖可能会减缓。
那是什么？我们会以更迷人的日子和较少的热带霹雳的成本逃避气候变化的最严重的影响吗？或者将云端蒙羞，让我们的情况更糟吗？
年代关于气候科学家的保守党经常有益健康，健康的人戴着线束和克拉姆斯。他们略高于活跃的火山，或皱眉的北极熊的Dwwindling股，或者从冰川裂缝中互相拯救。我支付了这些事情。我坐在一个小型房间，直接在曼哈顿的汤姆餐厅上方，思想对我的缘故，顽固的电脑不友好地思考，在200英里以上的数据中心呼呼。
我需要更多的计算能力，而不是在我的办公室里适合，因为我一次使用数据的tberabytes。我通过最先进的气候模型筛席，了解为什么他们说出他们所说的话，为什么他们的预测有时会发生冲突，并用现实对抗它们：卫星输出，基于地面测量，甚至是海洋温度的手写记录用桶测量。最近，我一直试图了解这些模型告诉我们关于云的信息，以了解如何以及为什么会随着世界变暖而改变。
研究云迫使你适应不确定性、模糊性和相互竞争的结果。云是终极的尺度跳跃者和形状变换者:它们在微观过程中形成，在任何给定的时间覆盖了一半以上的天空。但是，虽然模型能很好地模拟空气和水的大规模运动——有些甚至能捕捉到驱动我们日常天气的更小的涡流——但它们却错过了发生在最微小尺度上的物理过程，比如尘埃颗粒周围的凝结或空气在山上流动。结果是，模型无法很好地模拟真实的云。设计一个同时捕获非常大和非常小的模型需要花费太多的时间、金钱和计算能力。
尽管存在这些挑战，我们开始将云在变暖的世界中的表现方式汇集在一起。我在当地Lingo中称为气候变化检测和归因的领域。它是三个部分的科学侦探工作。首先，我们使用理论和模型来确定特定地理区域或特定变量的人为气候变化的效果或“指纹”，例如云覆盖。然后我们转向数据：我们在现实世界中观察这个指纹吗？它是可检测到地球气候系统的自然变异吗？最后，我们检查我们的观察是否与我们的模拟相匹配。
约翰穆尔错了。大自然没有感受或促使我们的保存。
为了描述人类诱发的气候变化可能会在云上留下的指纹，我正在加利福尼亚州的云科学家马克·泽列纳和他的同事。到目前为止，尽管在模拟云中的巨大可变性，但我们已经确定了三种良好的理解物理过程，尽管模拟云的变化很大。例如，我们知道较温暖的空气持有更多的水蒸气。因此，在没有其他变化的情况下，全球变暖可能会使潮湿的区域，包括热带和中纬度，潮湿。但由于剩余的水必须来自某个地方，蒸发将增加亚热带沙漠和其他干燥区域，以燃料远处的雨林。我们预计云盖反映了这些变化，并且实际上模型预测，在丰富赖的布置中，增加的水蒸气可能增加已经多云区域的云盖。
第二个过程涉及大气的大规模动态。地球周围的空气循环主要取决于热赤道和冷极区之间的温度对比。随着地球的温暖，温度将在杆子上升起最快，特别是在北极，熔化的雪和冰暴露在下面的暖和地面。这种差异将使极点梯度达到影响空气循环。结果，潮湿（阴天）和干燥（透明）区域可能会转变，向两个半球的杆展开。
最后，随着地球加热，对流层 - 天气发生的气氛层 - 可能会扩大到达到更高的高度。而且云层应该随之上升。
在卫星数据中，我们发现诱人的证据表明，在许多方面，云表现得像我们期望的那样。然而，持续和庞大的不确定性仍然存在。有两个独立维护的卫星数据集 - 国际卫星云气候学项目，或ISCCP，以及探路机氛围 - 扩展数据集，或者PATMOS-X - 跨越20世纪80年代中期到现在。两个数据集都受到不一致，不均匀性和虚假的工件困扰，这使得大多数科学家都谨慎地利用它们来估计长期趋势。然而，对于我们的工作愉快地，这些数据集在最束云和最清晰的地区的位置达成一定，并且在一定程度上就这些区域是如何变化的。例如，数据无疑表明阴天和清晰的区域正在向杆移动。但是，数据集不同意，云覆盖量如何调整。他们还在云的垂直迁移模式上分歧，尽管有一些证据表明高云确实上升 - 从理论上加速全球变暖。
我们所拥有的不是发现是一个标志，云以某种方式重新组织自己，以减少净温度升高。这并不意味着没有存在这种负反馈。我有太多的体验摔跤与怪癖和奇怪的真实数据，以通过我们的缺陷的观察设定太多商店。这里的卫星观察角度的变化，在那里轻推的测量站 - 这些监督加起来。和云 - 那些改变，转移，消失，疯狂的东西 - 几乎难以观察到模型。
然而，似乎不太可能，那云将完全彻底消除我们的二氧化碳排放的影响。他们最多可以给我们购买时间并延缓行动的后果。但他们不会带来救恩。
约翰穆尔错了。大自然，就像我的遥远电脑，没有感情或敦促我们的保存。它不爱我们。云可能涉及我们的终极命运的介绍，但我们会愚蠢地认为他们是友好的。
Kate Marvel是NASA戈达德航天研究所和哥伦比亚大学应用物理系和应用数学系的副研究科学家。她博客关于科学marvelclimate.blogspot.com.。表达的所有观点都是她自己的。
