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環繞南極洲的南大洋中豐富的生命有助于照亮那里形成的云層

時間：2025-12-08 13:02:53 來源：網絡整理編輯：時尚

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高液滴數云的地理分布。南極洲的海岸線在底部。Credit: Jay Mace/University of Utah神秘的地球uux.cn）據美國物理學家組織網by Paul Gabrielsen, U

高液滴數云的地理分布。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）據美國物理學家組織網（by Paul Gabrielsen, University of Utah）：今天發表在《大氣化學與物理》雜志上的一項研究表明，環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，豐富是形成因為它們的水滴密度很高，這反過來又是環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力聯系在一起。
猶他大學大氣科學教授、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來提高我們對云如何在全球反射陽光的形成理解。”。環繞“這反過來又是南極南大那里預測地球變暖程度和降水模式變化的關鍵。”
云和氣溶膠
云，洲的助于照亮有著夢幻般的纖細或蓬松，實際上只是由水滴和冰晶組成。當水蒸氣在大氣中的某個物體周圍凝結時，這些水滴就會形成，比如氣溶膠粒子，也稱為“云凝結核”。
梅斯說：“在大多數情況下，可以凝結成云的水量是固定的。”。“然后由固定數量的水蒸氣形成的液滴的數量取決于存在的氣溶膠顆粒的數量。”
因此，在大氣中某一區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核。云滴的密度，或每體積云的液滴數量也很高。
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的科學家，試圖在南大洋云層中研究水滴的密度。
研究人員利用衛星數據，研究了2014年至2019年夏季南大洋云層的財產。他們特別關注了馬達加斯加和新西蘭之間的一個地區，2017-2018年夏天，研究船和飛機曾在該地區航行。這些研究任務的地面數據支持了衛星觀測。
在研究云的趨勢時，研究人員努力確定云在到達南極洲周圍的“空域”之前的移動位置。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，海水噴射產生的空氣中的鹽是主要的云凝結核之一。
但是，水滴密度相對較高的云更有可能起源于南極大陸，并且只經過南大洋的水域。兩組云的源區之間的主要差異是南大洋的浮游生物生產力。
浮游生物在寒冷、營養豐富的南極水中大量生長，在其新陳代謝過程中會釋放硫酸鹽氣體。在相對平靜的南大洋夏季空氣中，這些氣體會導致大氣化學反應，形成氣溶膠。
梅斯說：“整個環極海洋的生產力都很高，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，整個南大洋一直到亞熱帶地區都經歷了云層財產的季節性循環。在南極洲周圍的水域，這種季節性循環似乎要大得多，導致云層具有更高的霧滴數，因此對陽光的反射性更強。”
該研究發現，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，因為它在大氣中與世界其他地區隔絕。這意味著它沒有人為（人為）活動產生的氣溶膠。
梅斯說：“在科學中，我們尋求控制實驗，從實驗中去除所有無關變量，以隔離感興趣的過程。”。“南大洋就像一個受控的實驗，在實驗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鍵作用。浮游生物的生產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。但海洋的生產力與海水接收的陽光量有關，而陽光量又與云的反射率和云的液滴密度有關。他說，這是一個在世界所有海洋都會發生的過程，但在南大洋更為明顯，因為南大洋與其他氣溶膠源隔絕。
“因為云滴的數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驗室還有更多要學習的東西，包括最近宣布的一個基于塔斯馬尼亞州肯納奧克/格里姆角的項目。

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