研究发现海洋细菌、大气河流能促进冰云的形成

顺其自然362

研究发现海洋细菌、大气河流能促进冰云的形成。学分:地球物理研究快报(2023)。DOI: 10.1029

（）据国家极地研究所：了解极地地区云的形成对于辨别太阳辐射对极地冰盖的影响是至关重要的。然而，现有的数值模型很难精确地复制冰云。现在，利用真实世界的观察和气候数据，日本的研究人员发现，来自高纬度的温暖潮湿气流携带的海洋生物气溶胶有助于南大洋高纬度地区冰云的形成。

云由微小的水滴、冰粒或两者的混合物组成，是我们星球气候系统的动态组成部分。它们在调节云顶吸收或反射的阳光量方面起着重要作用。根据云的成分，云在不同的高度形成，对气候产生不同的影响。理解易受气候变化影响的极地地区云的形成尤为重要。这将为我们研究它们对冰盖的影响提供关键信息。

虽然数值模型极大地提高了我们模拟云形成的能力，但它们并没有准确地解释作为云中冰晶形成起点的气溶胶粒子是如何影响冰云形成过程的。这些偏差会导致这些模型预测大气中冰云行为的方式出现错误。

为了提高代表云形成的数字模型的准确性，日本国家极地研究所的助理教授Kazutoshi Sato和井上顺利用真实世界的观测以及卫星和气候数据，揭示了由于海洋排放的生物气溶胶而在南大洋形成冰云的机制。

井上博士解释说:“发展与海洋生物气溶胶相关的冰云形成知识，有助于提高数值模式中云相的性能。”他们的发现最近发表在《地球物理研究快报》杂志上。

它始于2022年11月至2023年3月期间对南极洲周围的南大洋进行的一次探险。在那里，研究人员观察到温度高于–10°c的冰云在对流层中部形成。同时，他们注意到温度低于–20°c的对流层上部的液态水云。通常，冰云在较冷的温度下形成，因此研究人员有兴趣了解为什么这些冰云出现在较温和的温度下。

通过反向轨迹分析，他们追踪到了一股来自南非的温暖潮湿的气流。然后利用卫星数据，研究人员发现气团在穿越中纬度南大洋时遇到了叶绿素a(一种与浮游植物有关的色素)浓度高的区域。他们还发现，在水中有强大和强烈波浪的地区，空气中二甲基硫(DMS)的含量较高。

为什么DMS的存在在这里值得注意？

DMS是一种含硫化合物，通常与浮游植物的活动有关，它被认为是液态水云形成的核心。它在大气中的存在也是海洋细菌的指标。由于高波浪条件产生的海浪，这些细菌可以被释放到大气中。根据研究人员的说法，这股来自中纬度南大洋的潮湿暖空气流中的海洋细菌充当了冰核颗粒，有助于南大洋高纬度地区高于预期温度的冰云的形成。

“使用云粒子传感器探测器，我们在高纬度温度高于10°C的地方探测到冰云，靠近来自中纬度的温暖潮湿气流。这些溪流通常被称为大气河流，”Sato博士说。

“AR在高波浪条件下接收来自中纬度海洋的海洋生物气溶胶。这些生物气溶胶到达了冰云形成层。我们的观察表明，这些通过AR传播的海洋生物气溶胶有助于在相对高温的条件下形成冰云。”

气候模型在精确模拟高温条件下冰云的形成时遇到了困难。这项实验研究的发现可以使气候条件的数字模拟更加精确，特别是在脆弱的极地地区。