浮游生物能呼風(fēng)喚雨

火山爆發(fā)、太陽(yáng)黑子活動(dòng)等現(xiàn)象是公認(rèn)的影響氣候變化的因素。目前，以色列魏茲曼研究院環(huán)境科學(xué)與能源研究系的科學(xué)家們，又在利用計(jì)算機(jī)模型研究和尋找另一種影響氣候變化的潛在因素：海洋浮游生物。

海洋中的浮游生物處于海洋生物食物鏈的最低層，整個(gè)海洋的健康都有賴于它們。浮游生物的個(gè)體極小，僅僅能在顯微鏡下看見，通常隨著海洋水流而漂流。由于它們聚集在一起時(shí)會(huì)形成豐富龐大的群體，因此可以通過(guò)衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤觀察。

海洋浮游生物包括兩個(gè)群體：浮游植物群和浮游動(dòng)物群。前者就像陸地植物一樣，能夠進(jìn)行光合作用;后者則以浮游植物體為食。在一定條件下，海洋食肉動(dòng)物數(shù)量隨著浮游動(dòng)物群數(shù)量的增加而增加，而浮游動(dòng)物的增加又會(huì)導(dǎo)致浮游植物群的減少。但隨著海洋食肉動(dòng)物數(shù)量的增加，浮游動(dòng)物群數(shù)量將減少，海洋動(dòng)物數(shù)量也將停止增加。在這種情況下，浮游植物群數(shù)量就會(huì)反彈上升。這種往復(fù)循環(huán)的過(guò)程可以用數(shù)字模型表述出來(lái)。

與此相應(yīng)，全球氣候變化也表現(xiàn)出一定的周期性。如在西太平洋的熱帶地區(qū)，降雨量的變化表現(xiàn)為每40-50天一個(gè)循環(huán)周期，海洋表面水溫或多或少地遵循著這一變化規(guī)律，而這一地區(qū)的海水表面溫度即便有非常小的上升，也會(huì)對(duì)全球氣候造成影響，如可能導(dǎo)致印度下雨和南美發(fā)生洪水等。那么，海洋溫度的變化周期和浮游生物數(shù)量的變化周期是否具有關(guān)聯(lián)性呢?

浮游植物的葉綠素啟發(fā)了基爾朵博士及其研究小組的成員。由于葉綠素可吸收陽(yáng)光進(jìn)行光合作用，所以能夠阻止陽(yáng)光穿透海洋表層。如果條件允許，浮游生物會(huì)十分密集地聚集在一起，有效地阻止太陽(yáng)光進(jìn)入水下，降低海水的溫度。因此，改變浮游生物的數(shù)量就能改變海水的溫度。

為檢驗(yàn)這一理論，基爾朵設(shè)計(jì)了一種計(jì)算機(jī)模型，利用該模型可以檢測(cè)自然界中相互作用的相關(guān)因素是如何影響天氣變化的。研究人員將大氣、海水和浮游生物等三種因素作為計(jì)算機(jī)模型的變量，來(lái)模擬10個(gè)多月的熱帶太平洋氣候變化情況，觀察在有或沒(méi)有海洋浮游生物的情況下氣候變化有何不同。

研究結(jié)果顯示，浮游生物數(shù)量的變化周期與變化著的天氣條件有關(guān)聯(lián)，如云的形成。云能阻擋太陽(yáng)能進(jìn)入水中，并干擾其從水中折返到空間的能量。因此，云的形成影響著天氣變化的穩(wěn)定性(以降雨量變化為標(biāo)志)：當(dāng)大氣中的云層干擾較低時(shí)，氣象模型趨于穩(wěn)定，表現(xiàn)為降雨量不變;然而，當(dāng)云層的干擾較大時(shí)，氣象模型變得不穩(wěn)定，系統(tǒng)在降雨和天晴之間波動(dòng)。

當(dāng)把浮游植物因素放置進(jìn)這一系統(tǒng)中后，情況就會(huì)發(fā)生很大的變化。在中度云層干擾的情況下，天氣變化通常是穩(wěn)定的，但浮游植物的出現(xiàn)影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定，使系統(tǒng)變得不穩(wěn)。并且，如果增加云的干擾等級(jí)，讓氣候模型進(jìn)入不穩(wěn)定狀況時(shí)，那么，浮游生物對(duì)降雨模型的影響程度更大，即能夠明顯地切斷從天晴到下雨的轉(zhuǎn)變過(guò)程。這與美國(guó)科學(xué)家洛倫茲提出的“蝴蝶效應(yīng)”不謀而合。

基爾朵說(shuō)：“巴西的蝴蝶拍拍翅膀，可以引起德克薩斯的一場(chǎng)龍卷風(fēng)，西太平洋里的浮游生物群變化也能引起印度下雨。”