科學家們發現，雲團聚集可能以意想不到的方式“助長”風暴——導致致命的暴雨和嚴重洪水。

卡羅琳·穆勒以不同於大多數人的方式看待雲朵。她看到的不是棉花糖般的團塊或預示風暴的灰暗物體，而是天空中流動的流體。她想像空氣如何上升和下降、加熱和冷卻、螺旋和旋轉，形成雲併產生風暴。

但穆勒研究的緊迫性近年來急劇增加。隨著地球變暖，風暴正變得更加猛烈，有時降下的雨量是預期的兩到三倍。2025年3月，阿根廷布蘭卡港就發生了這種情況：該市近一半的年平均降雨量在不到12小時內傾瀉而下，引發了致命的洪水。

大氣科學家長期以來一直使用計算機模擬來跟蹤空氣和溼度的運動。一個已有約200年曆史的理論描述，暖空氣比冷空氣能容納更多水分：每升溫1攝氏度，增加7%。但在現實中，科學家們目睹的降雨量遠超這一預期增幅。而云朵及其聚集方式，可能正是解釋這一問題的關鍵。

所有云朵都在上升的潮溼空氣團中形成。一座山或一團冷空氣可以將空氣向上推。雲也可以通過對流形成：空氣被陽光或溫暖的地面從下方加熱，然後上升、冷卻，並將水蒸氣凝結成雨滴。

然而，雲仍然是氣候模型中最薄弱的環節之一，因為這些模型通常過於粗糙，無法捕捉到微小的上升氣流。為了解決這個問題，穆勒和同事們創建了計算機中的虛擬世界來觀察雲的行為。奇怪的是，在這些模型中，即使沒有山脈或風等外部影響，雲朵也會自動聚集。“無人知曉原因，”哥倫比亞國立大學的大氣科學家丹尼爾·埃爾南德斯·德克斯說。

2012年，穆勒發現了第一個線索：輻射冷卻過程。在雲少的地方，更多的熱輻射逃逸到太空，使空氣冷卻。這些冷點產生氣流，將空氣推向雲更多的區域——捕獲更多熱量並形成更多雲朵。2018年的一項研究表明，這一過程甚至促進了熱帶風暴的形成。

雲朵內部還有其他微觀過程影響極端降雨。當雲在更溫暖的大氣中形成時，它們產生的雪更少，雨更多。因為雨滴比雪花下落更快，在下落過程中蒸發更少——結果是地面降雨更多。

雲朵聚集通過將溫暖潮溼的空氣保持在一起來增強這一效應。穆勒的一項研究表明，雲朵聚集使短期極端降雨強度增加了30%至70%，主要原因是雨滴在更密集的潮溼雲層內部蒸發更少。

科學家們想知道，隨著地球變暖，這種聚集行為將如何變化。一些模型預測雲朵將聚集更多，導致極端降雨遠超理論預期。

使用高分辨率全球風暴解決模型（需要比通常高30,000倍的計算能力），穆勒的團隊發現，在熱帶地區，隨著溫度升高，雲朵聚集更多——導致風暴出現頻率降低，但規模更大、持續時間更長、降雨更多。

然而，研究人員仍需要來自衛星和地面觀測站的更多實際數據來填補數據空白，尤其是在熱帶地區。歐洲航天局計劃於2029年發射兩顆衛星，測量風速和大氣因素，希望能幫助人類更好地理解“雲朵聚集”現象及其引發的可怕降雨。