火山喷发可以在天空中结冰,我们终于知道怎么做了

高耸于地球上空的卫星准确地揭示了火山喷发中向上喷出的巨大灰烬羽流是如何形成鼎渺云的。

火山在控制地球气候的循环中起着至关重要的作用。当活火山喷发时,它们会释放二氧化碳和二氧化硫等气体,这些气体可以产生温暖或冷却的效果。

火山灰和尘埃也会释放到大气层的高处,在通常形成云层的地方注入气溶胶。

一段时间以来,科学家们一直想知道这些气溶胶如何影响云的形成。在新研究,研究人员来自劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL) 得出结论,火山灰颗粒可以通过提供冰颗粒可以聚集到的核来触发在大气层高处形成纤细的卷云此过程称为”冰成核."

说明火山灰颗粒如何形成卷云的示意图。(林琳/LLNL)

“我们的研究有助于弥合关于火山喷发是否以及如何影响云层形成的重大知识差距,”LLNL 大气科学家 Lin Lin. “我们表明,火山灰颗粒可以通过充当冰成核的场所来触发冰云的形成。

云在调节地球的气候和能量平衡方面起着至关重要的作用。除了涵盖大约70% 的表面在任何特定时间,它们都会反射阳光和吸收热量,这也是地球不可或缺的一个方面水循环.

因此,需要更好地了解云的形成和气溶胶的影响。

Lin 和她的团队的研究基于 NASA 的 10 年数据云卫星云气溶胶激光雷达和红外探路卫星(CALIPSO) 任务。

CloudSat 检查云的内部,以确定热带气旋和气候变化(与云有关)是如何发生的。CALIPSO 监测云和气溶胶在调节地球天气、气候和空气质量方面的作用。

从他们的观察中,Lin 和同事注意到卷云在三次火山喷发之后。研究人员指出,在发生富含火山灰的喷发的地方,这些高空云(主要由冰组成)变得更加频繁。

卷云在高海拔地区形成细腻的纤细丝线。(文斌/Moment/Getty Images)

虽然与其他时间的卷云相比,这些云的冰晶要少得多,但晶体确实更大。这些都没有发生在贫灰喷发中。

“在研究开始时,我们确实预计受火山喷发影响的云看起来与自然云不同,但不是我们最终发现的方式。”“我们预计火山气溶胶会导致云中冰晶数量的增加。但令我们惊讶的是,数据显示情况恰恰相反。

最初,该小组预计冰会在水从非常冷的水滴中自发凝结的过程中均匀形成。相反,他们观察到水在灰烬气溶胶冷到足以自发冻结之前聚集在灰烬气溶胶上,形成更大的冰块。

“结果完全颠覆了我们最初的预期,”林增加.“放弃我们最初的想法并根据意想不到的发现开发新的解释是这个过程中最困难但也最有价值的部分。”

从那时起,该团队开始研究北极云及其在全球大气模型中的作用。与此同时,他们正在等待另一次大喷发,这将使他们能够验证他们的结果。

这项研究发表在科学进展.

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