随着全球气温升高,北极冰川正以几个世纪以来最快的速度消失。现在,科学家们认为,融化的冰川可能反过来影响北极气候。
随着冰川融化和退缩,越来越多的无冰陆地暴露出来,它们可能会扬起尘埃云进入大气层。新的研究表明,这些尘埃颗粒可能强烈影响北极云层的形成,而云层对该地区的气温和降水具有重大影响。
大气中的微小颗粒——无论是来自尘埃、污染、火灾还是其他来源——对于云层的形成都是必要的。空气中的颗粒提供了一种核,水可以附着在其上,从而帮助形成液滴或冰晶,凝结成云。来自世界各地的研究表明,污染加剧、野火排放或其他向大气中倾泻气溶胶的事件可能对云层的形成和行为产生重大影响。
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在快速变暖的北极地区,云层研究在今天尤其重要。云层有可能以各种复杂的方式影响北极气候,科学家们仍在努力理解这些方式。
研究人员认为,夏季云层覆盖增加可能会将阳光反射回地球,并有助于减轻气温上升的影响。另一方面,研究也表明,一年中其他时间的云层覆盖会滞留地球表面的热量,并可能加速北极海冰的融化。
因此,北极云层研究已成为气候科学家日益重视的优先事项,包括气溶胶颗粒对云层形成的影响。
本周发表在《自然地球科学》杂志上的一项研究重点关注了挪威海岸附近的斯瓦尔巴群岛,该地区云层丰富。最近的一些研究已经开始调查来自其他地区的污染或野火烟雾飘入北极的影响。但这项新研究指出,人们对源自北极内部的尘埃的关注较少。
为了帮助弥合差距,研究人员从斯瓦尔巴群岛融化冰川前方形成的裸露平原上采集了沉积物样本。他们在专门的实验室实验中测试了这些颗粒,这些实验旨在模拟它们成为“冰核颗粒”的能力,从而在低温下形成云。
他们发现,斯瓦尔巴群岛的尘埃样本在产生导致云层形成的冰晶方面异常有效。研究人员指出,这是因为它们含有微量的有机物,而有机物往往特别擅长形成冰核。
额外的 атмосферные 测量以及模型模拟表明,这些成云颗粒最有可能在夏季集中在斯瓦尔巴群岛——此时冰川融化速度最快,无冰陆地暴露最多。
目前,研究人员尚不能确定尘埃颗粒在北极其他地区的行为是否相同,但这可能是一个需要牢记的重要可能性。已知尘暴在整个北极地区发生,包括在阿拉斯加和格陵兰岛,一些科学家认为,随着冰川融化速度加快,尘暴可能会变得更加普遍。
美国国家航空航天局研究员帕特里克·泰勒说,总的来说,整个北极地区冰核颗粒的增加可能会对云层的形成产生重大影响。泰勒没有参与这项研究,但拥有北极云层研究经验。
首先,北极地区许多低层云目前被归类为“混合相”云——它们由液态水和冰晶组成。但一些科学家认为,这些云层含有如此多水的原因是,大气中没有那么多冰晶可供利用。
“目前研究的主要思路是,如果周围有更多的冰核颗粒,许多混合相云实际上会变成冰,或者会存在更多的冰,”他告诉 E&E 新闻。
他补充说,含有更多冰的云层在大气中的寿命往往更短。因此,令人惊讶的是,更多的成云尘埃颗粒实际上可能会导致更少的云层覆盖,如果它们是那种有利于冰形成的颗粒。
后果可能会因一年中的时间而异。如果这种影响被证明在夏季最强,正如斯瓦尔巴群岛的研究表明的那样,那么更少的云层可能会让更多的阳光穿透,从而导致更大的升温。
但这目前主要是一种推测。云层是出了名的复杂,并且还有许多其他因素会影响它们的行为以及它们对当地气候的影响。未来的变暖可能会导致来自融化冰川的尘埃增加,但也可能导致当地气温、湿度和风向的变化,所有这些都会影响云层的形成。
理清所有这些不同的因素,并改进它们在模型模拟中的表示方式,是气候科学家日益重视的优先事项。
“我们确实需要关注这些北极云层,因为我们对它们知之甚少,”泰勒说。“我们对它们的所有了解都表明,它们在北极气候系统未来将如何演变中发挥着核心作用。”
转载自 Climatewire,经 E&E 新闻许可。E&E 在www.eenews.net提供每日重要的能源和环境新闻报道。