科学家们检讨"雨伞科学"的弊端：研究人员需要走进雨中

(资料图片)

要想在自己的领域中出类拔萃，可能需要在自己的领域中脱颖而出。最近的一项研究认为，科学家过度依赖遥感和模型会遗漏有关潮湿天气事件的重要细节，从而可能影响地球系统模型和科学认识。他们主张进行直接的实地观测，以提高数据的准确性，激发创造力，丰富环境教育。

人眼可观察到但远程技术系统难以记录的森林中与风暴有关的现象和指标实例照片如下：(a)树冠上方的凝结水汽羽流，(b)被风吹起的积雪重新分布。(c) 可以看到富含化学物质的融水从冰层下的树干流下。(d) 滴水点，降雨在此被上坡树冠区集中。(e) 通透的雨滴闪烁着琥珀色的光泽，表明溶解的有机物具有吸光性。(f) 铁氧化细菌产生的油状光泽。(g) 富含硫化物的小泉中的含元素硫细菌（Thiothrix sp.） (h) 进行光合作用的蓝藻和藻类的绿色叶绿体。叶片表面润湿模式可从 (i) 小液滴的最小覆盖范围到 (j) 薄膜的完全覆盖范围不等。露兜树的(k)槽状叶片和(l)枝条将雨水引向(m)气生根尖。(n) 考拉饮用树上的滴流的水。

克利夫兰州立大学的约翰-范-斯坦（John T. Van Stan）领导的一个跨学科研究小组认为，科学家应该走出实验室，直接观察雨、雪或隐性沉积等天气现象。在发表于《生物科学》（BioScience）杂志上的一篇论文中，研究人员认为，对暴雨事件的实际观察对于理解潮湿天气的复杂性及其对环境的各种影响至关重要。

最近，范斯坦及其同事注意到科学界有一种趋势，即依靠遥感技术来研究风暴及其后果："自然科学家似乎越来越满足于保持干燥，依靠遥感器和采样器、模型和虚拟实验来了解自然系统。因此，我们可能会错过重要的风暴现象、富有想象力的灵感和建立直觉的机会--所有这些都是科学进步的关键"。

他们警告说，这种"伞式科学"可能会错过重要的局部事件。例如，在描述雨水从森林树冠流向土壤的过程时，作者指出："如果几个树枝有效地捕捉雨水并将其排向树干，那么雨水输入近树干土壤的量可能会增加 100 倍以上。"

作者还指出，一些重要现象，如低洼地区的雾事件、被困在林冠下的水汽以及冷凝水羽流等，可能会逃过遥感探测，但对地面上的科学家来说却是显而易见的。在更大范围内，这些疏忽会影响地球系统模型，因为这些模型经常低估树冠的蓄水量。他们认为，这些误差可能代表了"地球系统模型模拟的地表温度的巨大潜在偏差"。

然而，直接观测的优点不仅仅在于弥补"雨伞科学"的不足。范斯坦及其同事认为，亲身经历风暴具有内在价值--不仅对自然科学家如此，对研究气候变化对生态系统影响的学生也是如此。他们声称，这种身临其境的方法可以增强理解力、激发好奇心、加强与自然的联系，从而丰富环境教育、激励研究并为未来的科学界做好准备。

这项研究得到了美国国家科学基金会、农业和渔业部、麦金太尔斯坦尼斯项目、能源部/美国能源部以及美国林务局的资助。

关键词：