北极尘埃被发现是北极低层云中形成冰晶的颗粒的主要来源

名古屋大学和国立极地研究所的研究人员发现，来自北极无雪覆盖的陆地的尘埃是北极低层云(海拔约3公里以下)中形成冰晶的颗粒的主要来源。 )在夏季和秋季。

低层云中冰晶的形成被认为会影响气候，因为它会导致冰粒以​​液滴形式生长，然后以降水形式落下，导致太阳光反射率降低，云层寿命缩短。

该研究的第一作者、名古屋大学的 Kei Kawai 博士说：“据说北极升温速度比全球变暖速度快两到四倍。” “考虑到低层云的分布和寿命会影响气候，我们的发现可能有助于改善对北极气候变化的预测。” 研究人员在《地球物理研究快报》上发表了他们的发现。

灰尘由非常小的土或沙矿物颗粒组成。它充当云中冰晶形成的核心。虽然灰尘主要来自低纬度或中纬度干旱地区，但最近的研究表明，北极没有雪、冰或植被的地区也有灰尘的排放。之前的一项研究表明，这种北极尘埃可以作为形成冰晶的有效核，因为它含有微量的有机物，具有很高的冰成核能力。

“在北极，灰尘主要在夏季到初秋期间排放，此时地表温度较高，积雪较低，”河井说。“这个季节，北极沙尘分布在北极对流层低层(海拔约低于3公里)，那里的气温高于零下15°C左右。一般来说，来自低纬度或中纬度沙漠的尘埃颗粒在温度高于 –15°C 时无法有效地作为核形成冰晶。相比之下，北极尘埃颗粒由于其较高的冰成核能力，可以在 –20°C 至 –5°C 之间充当此类核。”

然而，到目前为止，北极尘埃的高冰成核能力的重要性仍不清楚，因为任何模型研究都没有考虑到这一点。为了解决这一缺陷，名古屋大学的松井仁副教授和河合博士与国立极地研究所的东房丰副教授合作，利用全球气溶胶气候模型CAM-ATRAS进行了一项研究。

首先，他们将最近观察到的北极尘埃的高冰核能力纳入他们的模型中。然后，他们将考虑这种能力的模拟与不考虑这种能力的模拟进行了比较。结果表明，在考虑这种能力的模拟中，北极尘埃在北极地区有效地充当了冰成核颗粒。模拟还准确地再现了在北极几个地点对冰成核颗粒的观察结果。相比之下，在不考虑这一点的模拟中，北极尘埃几乎不能充当冰成核颗粒。

研究结果还表明，考虑到北极尘埃的高冰核能力，夏季和秋季北极对流层低层中来自世界各地的尘埃的冰核颗粒数量增加了100倍以上。此外，几乎所有的冰核颗粒都被发现来自北极尘埃。

因此，研究人员证实，在夏季和秋季，北极尘埃作为北极低层云中尘埃的冰核颗粒发挥着主导作用。“我们证明，充分考虑北极尘埃的高冰核能力对于澄清北极冰核颗粒的分布和来源非常重要，”河合博士说。“我们希望这一发现也能帮助我们了解北极变暖的情况，并更准确地预测未来的北极气候变化。”