为什么多云的夜晚不形成露珠?

Question

在多云的夜晚不形成露珠的原因是没有达到露点以下的温度。它发生的原因是，由于云层覆盖，传出的长波辐射(OLR)不允许逃逸。

我的问题是:云究竟是如何做到这一点的?它们是吸收OLR，还是仅仅将OLR反射回地球，从而不允许地球温度低于露点?

我的第二个问题是关于在晴朗的夜晚露珠的形成。为什么与全球变暖有关的温室气体允许OLR进入太空?在晴朗的夜晚，温室气体是否会以某种方式变得对OLR透明?

Answer 1

云层吸收热辐射并将其重新释放，因此其中一些热辐射会返回地球(天气预报的背后:云如何影响温度)。白天，这种变暖效应被阻挡阳光的冷却效应所抵消。严格来说，它们并不能阻止露水的形成，但它们减少了露水形成的可能性。

用美国宇航局儿童气候网页的话说，这有点像云把地球包裹在一个又大又热的毯子里。"

第二个问题是关于温室气体的有效性，以及为什么在大气中有那么多额外的温室气体(ghg)的情况下，我们晚上仍然会有露水。这有两个部分。首先，在阻挡热辐射向太空的传输方面，温室气体不如云有效:它们吸收与气体中分子振动模式相关的光谱波段，而这些波段存在间隙(”窗户)，从而使辐射逃逸到太空。

其次，露水的形成不仅与夜间的温度有关，还与近地表的湿度有关。正如我们所知，温室气体的增加使地球变暖，这也导致大气中水蒸气量的增加，因为温暖的空气可以携带更多的水。为了形成露水，我们需要昼夜之间的温度变化，而温室气体不会直接促成这一点。

有一个间接的影响，我们在夜晚比白天暖和得更快。最近有几项研究着眼于蒸汽压力赤字(VPD)，并显示由于温室气体(例如:二氧化碳)的增加。菲克林和诺维克)—VPD是衡量空气干燥程度的指标，增加意味着露珠减少(尽管我没有找到直接证据表明露珠数量减少)。夜间的干燥也可能导致收成减少(萨多克和贾加底什)。

Answer 2

水蒸气是一种极强的温室气体。但是，像所有温室气体一样，水蒸气对热红外线的某些部分是透明的，即使在吸收率相对较高的地方，也需要一层厚厚的水蒸气来吸收几乎所有进入的热辐射。液态水和冰是更好的吸收体，对热辐射的选择性要低得多。下图为667 nm ~ 200 μm范围内水蒸气(绿色)、液态水(红色)和冰(蓝色)的吸收系数。

［^{来源:https://en.wikipedia.org/wiki/File:Water_infrared_absorption_coefficient_large.gif}

请注意，在10 μm(290开尔文热辐射峰值)附近，液态水和冰的吸收能力比水蒸气强得多。液态水和水冰的吸收系数约为70000倒数米。这意味着一个典型的云滴(直径10到15微米)吸收了一半到三分之二的入射红外辐射。虽然云主要由空气和水蒸气组成，但云中以小液滴或小冰粒形式存在的一小部分使云成为非常有效的热毯。