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更高的波浪如何导致更多的冰云?北冰洋考察队

生态 焦点资讯 2021-09-25 阅读 1580

气候变化的一些最广为人知和令人担忧的方面是它对天气模式的潜在影响,以及它如何加速自然冰的融化。研究已经证明,由于全球变暖,北极的海冰面积正在迅速减少,整个北极的温度和水分含量已经发生了重大变化。不幸的是,准确地理解这些变化如何影响云形成在该地区是非常具有挑战性的,云成分和相位是重要的方面考虑在预测数值模型。

在最近发表在《地球物理研究快报》上的一项研究中,由日本国立极地研究所井上俊博士领导的一组科学家试图回答一个奇特的问题:北冰洋的更高波浪能否促进含冰云的形成?这个问题一开始似乎很奇怪,因为大多数人都不知道这两种自然现象之间可能存在联系。然而,正如这项研究的结果所表明的,很可能有一个。

研究中使用的现场数据是在2018年11月乘坐日本研究船RV Mirai前往北极地区楚科奇海探险时收集的。此前在该地区的研究表明,北极海冰的减少导致了更频繁的活跃天气系统、更强的风和更高的海浪。研究小组怀疑,这些因素可能会影响云的形成和组成,因为撞击波和强风会导致海面上的有机颗粒以海雾的形式在大气中扩散。一旦这些悬浮的有机粒子到达足够高的海拔,它们就充当“种子”,促进冰晶的形成,因此被称为“冰核粒子”(INPs)。这些冰晶通过冻结周围的水滴而不断生长,从而形成所谓的冰云。

为了证明这一假设,井上春树博士和他的RV Mirai上的船员在12天的时间里定期在楚科奇海的关键位置部署各种测量仪器。从船上用气球发射云粒子传感器来分析云的相位,定期在船上对环境气溶胶进行取样进行化学分析,并不断进行波高和风速测量。此外,研究人员从不同深度进行浊度测量,以澄清天气和海洋条件之间的关系。

在分析了所有收集到的数据后,科学家们设法描绘出一个更清晰的、有证据支持的情况。井上春树博士解释说:“楚科奇海相对较浅,平均深度只有40米。在那里,混合的海洋层发育并进入海底,这片云层提供了一个INP储库,INP被湍流动能提升。”,“强风和巨浪引起的海雾将这些INP带到大气中,促进了冰云的形成。”他补充说,这是第一篇同时将海洋结构、海面条件以及气溶胶和云特征联系起来的论文之一。

如果我们要准确预测全球变暖对北极的影响,从这项研究中获得的洞察力是非常重要的。冰云反射的短波太阳辐射比水云少得多,因此云的相位极大地影响了极地地区的地表热收支。它们还可能增加降雪量,这一点我很清楚n反过来会积极影响海冰的形成。“了解云的形成与最近北极海冰减少所产生的新海况之间的关系对于熟练的天气和海冰预测以及未来气候预测至关重要,井上博士重点介绍。让我们希望在北极的进一步研究能够让我们阐明所有决定天气的细微细节和隐藏的相互作用,这样气候变化的后果就不会让我们措手不及。

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