CSU研究人员报告了在北极中部对大小分辨的冰成核粒子的直接观测

虽然气候变化正在影响地球上的任何地方,但北极圈受到的影响最为严重,表现为冰川融化、永久冻土融化和海冰减少。

气候变化的关键因素包括覆盖地球表面的云,以及被称为冰核颗粒的微小悬浮气溶胶,这些颗粒为云中冰的形成播下种子。冰成核、云量和热量的变化在气候中都起着重要作用。但是,那些至关重要的造冰气溶胶,可能是矿物粉尘、微生物或海浪,在北极几乎没有被研究过——在那里它们是最需要研究的——因为对它们在那里的影响知之甚少,也没有多少科学家冒险到遥远的北方去。

不过,科罗拉多州立大学的科学家们做到了。2019年,包括大气研究科学家杰西·克里曼(Jessie Creamean)在内的一个勇敢的团队登上一艘船,向北航行,收集了数千个空气、海水、海冰、雪和融水样本,并带回了所需的物理证据,以确定北冰洋上的冰成核和云是如何随着时间的推移而潮涨潮落的。

作为“马赛克探险”的一部分,Creamean和他的团队乘坐一艘名为“北极星”的德国破冰船前往冰天雪地的北极。CSU研究人员的目标是报告在北极中部从未见过的冰成核粒子的观测结果,远离受陆地气溶胶源影响的陆地位置。“马赛克”是一个大型国际考察队,主办了来自世界各地的以北极为重点的科学研究项目。

发表在自然通讯,Creamean和他的同事们报告了他们在北极中部直接观测到的大小分辨的冰成核颗粒,这些颗粒跨越了整个海冰生长和下降周期。他们的结果表明,这些颗粒有很强的季节性,在冬季和春季浓度较低,而在夏季从当地生物融化时浓度增强。以前没有人在这个区域直接观察到这些循环。

“在我们真正评估气候变化如何影响这些气溶胶种群之前,了解这些冰成核颗粒的自然背景是很重要的,克里曼解释说,她是一名资深的北冰洋探险者,她的研究曾多次前往地球的最北端。负责分析“马赛克”探险期间收集的样本并撰写论文的团队包括CSU大气科学家凯文·巴里、汤姆·希尔和保罗·德莫特。

了解这些成核的冰粒子对于理解气候变化对云的影响对地球的影响至关重要。向云中加入冰会改变云与来自太阳的光和热以及从地球表面反射回来的热量相互作用的方式。冰对于开始降水很重要。

“这是一个重要的过程,我们还没有很好地了解,尤其是在北极,”Creamean说。“在估计这些冰成核粒子或它们的云效应时,这些模型就是不正确。所以,这是一个很大的观察——看看这些东西是在哪里形成的,以及它们在一年中如何变化。”

来源:https://www.colostate.edu/

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