北极加速融化的罪魁祸首 – 灰尘
“目前，北极地区的变化比地球上任何其它区域的变化都要快。人们关注的焦点是：北极地区真的会快速改变吗？这种改变速度有多快？”
科学家在格陵兰岛开展“北极辐射云气溶胶表面相互作用实验”项目，其中需要采集的一项重要数据是：对低空薄云层的测定。图片来自美国航空航天局兰利研究中心的加里·班吉尔，以及美国航空航天局戈达德飞行中心/科罗拉多大学的拉尔夫·卡恩。
迄今为止，美国航空航天局雄心勃勃的北极航行已经揭示了一个令人吃惊的现象：格陵兰地区上空存在冰晶微粒的大量聚集。这一线索很可能解释了北极海冰融化速度比预期更快的原因。
帕特里克·泰勒是“北极辐射云气溶胶表面相互作用实验”项目的副手，他对本文作者表示：“北极地区的变化比地球上任何其它区域的变化都要快。人们关注的焦点是：北极地区真的会快速改变吗？这种改变速度有多快？”。
“北极辐射云气溶胶表面相互作用实验”项目是一项大胆的计划，它通过向北极地区派出若干载有仪器的飞机（包括C-130运输机和P-3猎户座飞机），将浮标从北极上空的云层中投入到北冰洋的浮冰缝隙之中进行测量。虽然去年夏天收集到的数据研究尚未完成，但是研究人员表示：格陵兰地区不断暴露的大陆块产生的灰尘正在导致脆弱的海冰加速融化到整个北半球！
壮观，但是正在快速消失的北极海冰
这就像一个自我增强的循环，不断危及着这颗星球上最脆弱的区域。
“北极辐射云气溶胶表面相互作用实验”项目的原理
这个科研项目所用的飞机是在2024年夏天（5月到8月16日）飞行采集数据的，此时正是海冰季节性融化的高峰期。科研人员本以为能够找到至少3。5米厚的海冰，但是最终发现的海冰厚度只有2。2米。此项目的研究负责人是莱奈特·布瓦维尔，他告诉本文作者：“格陵兰北部厚厚的海冰已经不再像以往那样坚固。”
自从1979年有卫星数据记录以来，北极地区每10年就会失去12％的冰层覆盖，对应面积约为116万平方英里（300万平方公里），这个面积比美国的阿拉斯加、德克萨斯、加利福尼亚和蒙大拿州四个州的面积之和还要大。关键在于：北极海冰融化的趋势还在加快，如今每10年融化12。2％，比上个世纪90年代的速度已经快了6倍。
在这一背景下，美国航空航天局发起了“北极辐射云气溶胶表面相互作用实验”项目，想要确认北极海冰的剩余情况。泰勒表示：“夏季的飞行采集到了北极地区迄今为止最全面的有关海冰、云层、辐射、气溶胶的观测数据。”
项目飞行舱内部照片（图片来自网络）
当然，在遥远的北极地区，要收集如此庞大的数据对后勤是一个极大的挑战，这需要一个庞大的支援团队。克里斯蒂娜·迈克拉斯基是国家气象科学中心的气象科学家，他在项目中感受到了后勤的巨大压力。美国航空航天局不得不在太空部门的运输机上租赁更多的空间，以装载货物和支援物资。后来，其中一架运输机携带着美国航空航天局的标志飞到格陵兰北部的皮图菲克空间基地，作为送给基地指挥官的礼物，这个标志被指挥官放在基地咖啡馆和社交中心，骄傲的展示出来。
2024年6月15日，美国航空航天局的泰拉卫星上的中分辨率成像光谱仪获得的照片，“北极辐射云气溶胶表面相互作用实验”项目的大本营就位于图中的皮图菲克空间基地处。
为了测量冰层的厚度，研究团队从空中丢下很多带着温度计的浮标，让其卡在浮冰的缝隙之中。这是个麻烦的过程：部分浮标会被冰川撞坏，另一些面临着好奇的野生动物带来的威胁。为此，科学家不得不将浮标漆成白色，以降低损坏率。
泰勒解释：“如果你不将这些浮标漆成白色，北极熊会被这些奇怪的东西吸引，然后毁坏它”。这些浮标会产生大量有价值的数据，虽然单个浮标只对应一个位置，但结合飞机的轨迹数据，我们就可以获得海冰厚度随空间位置变化的情况，从而得到那些古老海冰的详细厚度信息。
为什么罪魁祸首是灰尘？
气候模型是对地球气候未来变化的科学估算，其通常运行在超级计算机上，需要每日处理全世界各地的海量数据信息，这些信息又随着云层的不断形成和消散而不断变化。这些模型其中的一个影响因素就是云层中的微粒，这些微粒有时只有纳米大小，计算机需要将这些微粒进行累计，并在全球范围内进行测量。
迈克拉斯基表示：“我们需要研究的范围之大令人发疯，云是这个行星上最为迷人的景象，它带来了一切。”
美国航空航天局的科学家们花了7年时间分析卫星数据，他们一开始就发现：当低于15摄氏度时，4。5％的云会因为灰尘微粒而结冰。按照他们的估算，每立方米的云包含93纳克的灰尘。但是“北极辐射云气溶胶表面相互作用实验”项目的结果显示，云中灰尘的实际含量比这一估计值要高很多。
在飞机上拍摄的北极地区海冰照片
泰勒表示：“我们正在研究云层里面的冰含量为何如此之高，这可以帮助人们理解北极地区冰层融化的问题。”
那么云层究竟对冰川融化有什么作用呢？答案在于：云层会反射阳光，降低融化的速度，以保护北极地区。而冰晶的存在会让云层变得更重，更容易消散，导致冰川更多的暴露在阳光下。但是，如果云层中缺少能够让冰晶“抓住”的东西，那么冰晶就很难形成。灰尘就是这个关键因素 – 它提供了云层里冰晶形成的“种子”，或者说是“内核”。
这是美国航空航天局的两架飞机，用于在“北极辐射云气溶胶表面相互作用实验”项目中协同测量北极地区的云层、气溶胶和海冰情况。在这张5月30日拍摄的照片中，在湾流3型飞机的后面，美国航空航天局的P-3飞机正在从格陵兰北部的皮图菲克空间基地起飞。（图片来自美国航空航天局/丹·基里克）
提供灰尘的罪魁祸首是格陵兰吗？
美国航空航天局的科学家们提出了一种理论：当冰川消退后，格陵兰地区暴露的地面会释放更多的灰尘，这些灰尘被强风带向北极，形成云层中的冰晶，于是云层开始变得沉重并更快的消散，导致北极的冰暴露在阳光下，从而加速了消融的进度。
布瓦维尔说：“在夏季的几个月份中，格陵兰北边的海冰会大面积暴露在阳光下，我们认为这是从弗拉姆海峡（位于格陵兰岛和斯瓦巴特群岛之间）吹来的风导致的，其温暖而潮湿，并且直吹向北极的中心地区。”
科研团队从项目中收集到的这些数据依然有待进一步分析，这将有助于人们了解北极海冰损失的速度。
朱莉亚·施马勒是参与项目的一名德国科学家，专注于研究气溶胶和云层之间的相互作用，他告诉本文作者：“这些研究成果非常重要，可以帮助我们定量分析云层中含有的冰晶数量，从而将这一因素加入到模型之中，加深我们对云层变化的理解。”
BY:Tom Brown
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自：https://www./the-universe/climate-change/arctic-ice-is-melting-faster-than-expected-and-the-culprit-could-be-dust
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