氣候變化的一些最著名和最令人恐懼的方面是它對(duì)天氣模式的潛在影響以及這如何加速天然冰的融化。研究已經(jīng)證明，由于全球變暖，北極海冰面積正在迅速減少，整個(gè)北極的溫度和水分含量發(fā)生了重大變化。不幸的是，準(zhǔn)確了解這些變化如何影響該地區(qū)的云形成非常具有挑戰(zhàn)性，而云的組成和相位是預(yù)測(cè)數(shù)值模型中需要考慮的重要方面。
在最近發(fā)表在《地球物理研究快報(bào)》上的一項(xiàng)研究中，由國(guó)立極地研究所的井上純博士領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家試圖回答一個(gè)奇怪的問(wèn)題：北冰洋中更高的海浪能否促進(jìn)冰的發(fā)展?包含云?這個(gè)問(wèn)題乍一看似乎很奇怪，因?yàn)榇蠖鄶?shù)人不會(huì)想到這兩種自然現(xiàn)象之間可能存在聯(lián)系。然而，正如這項(xiàng)研究的結(jié)果表明的那樣，很可能有一個(gè)。
研究中使用的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)是在 2018 年 11 月乘坐RV Mirai前往北極地區(qū)楚科奇海探險(xiǎn)期間收集的，研究船。該地區(qū)先前的研究表明，北極海冰減少導(dǎo)致更頻繁的活躍天氣系統(tǒng)、更強(qiáng)的風(fēng)和更高的海浪。研究小組懷疑這些因素可能會(huì)影響云的形成和組成，因?yàn)楹＠撕蛷?qiáng)風(fēng)會(huì)導(dǎo)致海面上的有機(jī)顆粒以海浪的形式分散在大氣中。一旦這些懸浮的有機(jī)顆粒達(dá)到足夠高的高度，它們就會(huì)充當(dāng)“種子”，促進(jìn)冰晶的形成，因此被稱(chēng)為“冰核顆粒”(INP)。這些冰晶通過(guò)凍結(jié)周?chē)乃尾粩嘣鲩L(zhǎng)，從而形成所謂的冰云。
為了證明這一假設(shè)，井上博士和他在RV Mirai上的船員在12 天內(nèi)定期在楚科奇海的關(guān)鍵位置部署了各種測(cè)量?jī)x器。云粒子傳感器從船上發(fā)射氣球以分析云的相位，定期在船上對(duì)環(huán)境氣溶膠進(jìn)行采樣以進(jìn)行化學(xué)分析，并不斷進(jìn)行波高和風(fēng)速測(cè)量。此外，研究人員從不同深度進(jìn)行了濁度測(cè)量，以闡明天氣與海洋條件之間的關(guān)系。
在分析了所有收集到的數(shù)據(jù)后，科學(xué)家們?cè)O(shè)法描繪出一個(gè)更清晰、有證據(jù)支持的情況。“楚科奇海是相對(duì)較淺，僅為40米平均深度。在那里，混合的海洋層發(fā)展并進(jìn)入海底，這些云提供了一個(gè) INP 庫(kù)，這些 INP 被湍流動(dòng)能提升，”井上博士解釋說(shuō)，“強(qiáng)風(fēng)和高浪引起的海浪將這些 INP 帶到大氣中，促進(jìn)冰云的形成。”他補(bǔ)充說(shuō)，這是第一篇同時(shí)將海洋結(jié)構(gòu)、海面條件以及氣溶膠和云特征聯(lián)系起來(lái)的論文之一。
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