科罗拉多州立大学:北极地区的空气样本显示地球变暖的速度有多快

虽然气候变化在地球上无处不在,但北极圈最重要的是感受到了这些影响,包括冰川融化、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层和称为冰核粒子的微小气溶胶,它们在这些云层中形成冰。这种冰核、云层和热量的舞蹈都在气候中发挥着重要作用。但那些最重要的造冰气溶胶,可能是矿物尘埃、微生物或海浪,在北极几乎没有被研究过——在那里它们最需要研究——因为人们对它们在那里的影响知之甚少,而且没有许多科学家在遥远的北方冒险。

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 Jessie Creamean 在内的一支勇敢的团队登上一艘船,向北航行,收集了数千份空气、海水、海冰、雪和融水样本,并带回了确定冰核和云层如何形成所需的物理证据随着时间的推移,北冰洋潮起潮落。

杰西·克里米恩

研究科学家杰西·克里米恩

作为MOSAiC 探险的一部分,Creamean 和团队乘坐名为 Polarstern 的德国破冰船前往冰冻的北极。科罗拉多州立大学研究人员的目标是报告在北极中部远离受陆地气溶胶来源影响的陆地位置的冰核粒子的前所未有的观察结果。MOSAiC 是一个大型国际探险队,主办了来自世界各地的以北极为重点的科学研究项目。

在Nature Communications上发表的一篇开放获取论文中, Cremeean 及其同事报告了他们对北极中部大小分辨的冰成核粒子的直接观察,跨越了整个海冰的生长和衰退周期。他们的结果表明,这些颗粒具有很强的季节性,冬季和春季的浓度较低,而夏季融化时当地生物的浓度升高。以前没有人在该地区直接观察过这些循环。

“在我们能够真正评估气候变化如何影响这些气溶胶的数量之前,了解这些冰核颗粒的自然背景非常重要,”Creamean 解释说,她是一位资深的北冰洋爱好者,她的研究已经多次进行。地球最北端。负责分析 MOSAiC 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 Kevin Barry、Tom Hill 和 Paul DeMott。

了解这种冰核粒子对于了解气候变化对地球的影响至关重要,因为它们对云层的影响。在云中添加冰会改变它与来自太阳的光和热以及从地球表面反弹回来的热的相互作用。冰对于开始降水很重要。

“这是一个我们只是不太了解的重要过程,尤其是在北极,”Cremeean 说。“在估计这些冰核粒子或其云效应时,这些模型并不正确。所以,这是一个重要的观察——看看这些东西是从哪里形成的,以及它们在一年中是如何变化的。”

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