高液滴數(shù)云的地理分布。南極洲的南極南大那里海岸線在底部。Credit: Jay Mace/University of Utah
（神秘的洲的助于照亮地球uux.cn）據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)（by Paul Gabrielsen, University of Utah）：今天發(fā)表在《大氣化學(xué)與物理》雜志上的一項(xiàng)研究表明，環(huán)繞南極洲的洋中南大洋中豐富的生命有助于照亮那里形成的云層。這些云之所以明亮，豐富是形成因?yàn)樗鼈兊乃蚊芏群芨撸@反過來又是環(huán)繞由于一系列大氣過程，最終與南大洋非凡的南極南大那里浮游植物生產(chǎn)力聯(lián)系在一起。
猶他大學(xué)大氣科學(xué)教授、洲的助于照亮該研究的洋中主要作者杰拉爾德·“杰伊”·梅斯（Gerald“Jay”Mace）表示，這項(xiàng)研究有助于我們更好地理解云形成的豐富自然過程。
梅斯說：“我們可以利用這些知識(shí)來提高我們對云如何在全球反射陽光的形成理解。”。環(huán)繞“這反過來又是南極南大那里預(yù)測地球變暖程度和降水模式變化的關(guān)鍵。”
云和氣溶膠
云，洲的助于照亮有著夢幻般的纖細(xì)或蓬松，實(shí)際上只是由水滴和冰晶組成。當(dāng)水蒸氣在大氣中的某個(gè)物體周圍凝結(jié)時(shí)，這些水滴就會(huì)形成，比如氣溶膠粒子，也稱為“云凝結(jié)核”。
梅斯說：“在大多數(shù)情況下，可以凝結(jié)成云的水量是固定的。”。“然后由固定數(shù)量的水蒸氣形成的液滴的數(shù)量取決于存在的氣溶膠顆粒的數(shù)量。”
因此，在大氣中某一區(qū)域含有大量氣溶膠的情況下，形成的云具有大量可用的云凝結(jié)核。云滴的密度，或每體積云的液滴數(shù)量也很高。
梅斯和他的同事，包括澳大利亞CSIRO海洋與大氣研究組織和塔斯馬尼亞大學(xué)的科學(xué)家，試圖在南大洋云層中研究水滴的密度。
研究人員利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)，研究了2014年至2019年夏季南大洋云層的財(cái)產(chǎn)。他們特別關(guān)注了馬達(dá)加斯加和新西蘭之間的一個(gè)地區(qū)，2017-2018年夏天，研究船和飛機(jī)曾在該地區(qū)航行。這些研究任務(wù)的地面數(shù)據(jù)支持了衛(wèi)星觀測。
在研究云的趨勢時(shí)，研究人員努力確定云在到達(dá)南極洲周圍的“空域”之前的移動(dòng)位置。他們注意到兩組云之間的顯著差異。水滴密度相對較低的云很可能是從更北的緯度遷移而來的，在那里，海水噴射產(chǎn)生的空氣中的鹽是主要的云凝結(jié)核之一。
但是，水滴密度相對較高的云更有可能起源于南極大陸，并且只經(jīng)過南大洋的水域。兩組云的源區(qū)之間的主要差異是南大洋的浮游生物生產(chǎn)力。
浮游生物在寒冷、營養(yǎng)豐富的南極水中大量生長，在其新陳代謝過程中會(huì)釋放硫酸鹽氣體。在相對平靜的南大洋夏季空氣中，這些氣體會(huì)導(dǎo)致大氣化學(xué)反應(yīng)，形成氣溶膠。
梅斯說：“整個(gè)環(huán)極海洋的生產(chǎn)力都很高，因此有大量的氣溶膠來源可以形成云滴。”。“這種氣溶膠也被輸送到北方，整個(gè)南大洋一直到亞熱帶地區(qū)都經(jīng)歷了云層財(cái)產(chǎn)的季節(jié)性循環(huán)。在南極洲周圍的水域，這種季節(jié)性循環(huán)似乎要大得多，導(dǎo)致云層具有更高的霧滴數(shù)，因此對陽光的反射性更強(qiáng)。”
該研究發(fā)現(xiàn)，最靠近南極洲的緯度（南緯約60°）的云層的反射率（也稱為反照率）明顯高于更北的云層。
研究清潔空氣
南大洋是研究自然云形成過程的理想場所，因?yàn)樗诖髿庵信c世界其他地區(qū)隔絕。這意味著它沒有人為（人為）活動(dòng)產(chǎn)生的氣溶膠。
梅斯說：“在科學(xué)中，我們尋求控制實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)中去除所有無關(guān)變量，以隔離感興趣的過程。”。“南大洋就像一個(gè)受控的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中消除了由于人為和大陸影響造成的許多可變性。”
南大洋在地球氣候中也起著關(guān)鍵作用。浮游生物的生產(chǎn)力有助于南大洋將空氣中的二氧化碳排出，并將其“封存”在海洋食物鏈中。但海洋的生產(chǎn)力與海水接收的陽光量有關(guān)，而陽光量又與云的反射率和云的液滴密度有關(guān)。他說，這是一個(gè)在世界所有海洋都會(huì)發(fā)生的過程，但在南大洋更為明顯，因?yàn)槟洗笱笈c其他氣溶膠源隔絕。
“因?yàn)樵频蔚臄?shù)量取決于上層海洋中的生物，”梅斯說，“我們繞了一圈。”
梅斯和他的同事們在南大洋的自然實(shí)驗(yàn)室還有更多要學(xué)習(xí)的東西，包括最近宣布的一個(gè)基于塔斯馬尼亞州肯納奧克/格里姆角的項(xiàng)目。

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