北極的冰跑到天上去了？

蘇溪

近年來，北極發生了許多讓人瞠目結舌的事，比如，2020年北極一些地方的氣溫竟然達到了38℃！寒冷的北極竟然出現了雷暴天氣（雷暴天氣的出現需要空氣產生熱對流），而且數量還呈上升趨勢。有些海域在夏天竟然幾乎無海冰覆蓋。而最近，科學家們又發現了一個奇怪的現象——在北極海冰正在迅速減少之際，北極上空的冰竟然變多起來了！這是怎么回事呢？

其實，這里所說的“天上的冰”指的是冰云，一種完全或幾乎完全由冰晶組成的云。2018年，日本研究人員在北極圈的楚科奇海開展科學研究。楚科奇海是北冰洋的一部分，位于俄羅斯的楚科奇半島和美國的阿拉斯加之間。研究人員在這片海域部署了各種測量儀器，從船上用氣球發射云粒子傳感器來分析云的相位，定期在船上對環境氣溶膠進行采樣以做化學分析，并持續測量海上的浪高和風速。

經過幾年的檢測和數據分析，研究人員發現，在氣候變暖的背景下，北極海冰融化，導致在秋季出現更強的風，更高的浪。而異常的風浪將海水中的有機顆粒帶到了大氣中。這些顆粒飄到一定高度時，就會成為促進冰晶形成的“種子”，即凝結核。由于北極氣溫較低，因此這些冰晶會凍結周圍的水滴，漸漸地就形成了冰云。

研究人員認為，云層就像一張毯子，能反射入射的陽光，減少到達地球的太陽輻射，冰云更亮，反射的陽光也會更多。因此，當夏季海冰融化高峰期時，冰云會增多，云層增厚，減少大量入射到達地表的陽光，從而可以冷卻地表，使秋季海面凍結的時間提前。較早的凍結將導致更厚的冰，在接下來的夏天可能會減少融化，并持續到隨后的冬天。如果這樣的過程在幾年內多次發生，它可能會延遲甚至阻止海冰在北極夏季完全融化。

在2018年的一項研究中，美國的研究人員還發現，北極邊緣海上空冰云的增加導致降雪量增加。他們認為，當北半球的冬天來臨時，北極冷空氣的爆發會導致冰云繼續增加，這很可能會導致北極地區降雪量增加，從而使當地的氣溫下降，海冰面積增加。

如此看來，北極冰云的增加或許還真的可以為北極降溫呢。事實果真如此嗎？

說云層像毯子，這個比喻還是比較恰當的。而作為毯子，云層不只反射入射的太陽輻射，還會將來自海水的熱量“攔截”下來，阻止它們反射到太空，這樣一來，太陽的熱量就被保存在了大氣層之內，這就和我們蓋上被子覺得暖和是一樣的道理。研究人員計算的結果顯示，冰云反射太陽輻射的作用，可能比“鎖住”太陽輻射散失的作用要小得多。

如今，在全球氣候變暖的背景下，北極一些地區吸收太陽熱量能力更強的海水正在逐漸取代海冰，海水吸收的熱量在秋季北極氣溫下降，海冰開始形成時，又會被釋放出來，使當地的氣溫更高，這將延緩海冰的形成，從而使北極的冬季更溫暖。

2021年，美國宇航局在格陵蘭島和加拿大之間的巴芬灣北部的一個冰間湖進行研究。冰間湖是一片被海冰包圍的開闊水域，在冬季由于風以特定風向持續吹使冰層撕裂而形成。研究人員發現，冰間湖上空會形成含有大量冰晶的云層，而這些云層會在大氣中捕獲熱量并阻礙新海冰的重新凍結。通過對數據的分析，研究人員也確實發現，冰間湖上空的云層及周圍的氣溫，比海冰覆蓋的地區的更高。并且，即使隨后冰間湖重新凍結，其上空的云層和更高的熱量在大約一周之后才會消失。

楚科奇海和巴芬灣的研究結果之所以不同，可能與促進冰晶形成的凝結核有關。從緯度位置上來看，巴芬灣位于北緯70°以北，而楚科奇海位于北緯70°以南。以前的研究顯示，在冬季，位于北緯70°的巴芬灣的冰間湖上空大氣中充當云凝結核的微粒很少，產生的云包含更少和更大的水滴，這種云只能將很少的入射陽光反射到太空，但是卻能阻止地球表面的熱量逃逸，因此會導致氣候變暖。而在楚科奇海，更強的海浪和風將更多的海洋有機顆粒帶到了天空，能形成許多更小的水滴（冰晶），因此能反射更多入射的陽光，從而使地球降溫。

這意味著，北極冰云對北極氣候的影響具有不確定性，還需要根據實際來做具體分析。

隨著北極氣候不斷惡化，科學家們一直在尋找“拯救”北極的方法，北極冰云似乎給了他們一線希望。不過，直到現在，對于北極的冰云如何形成，如何影響地球氣候，我們是否能利用冰云來緩解地球變暖，這些問題的答案科學家們還不甚了解。因此，北極會在冰云的“封鎖”下一路不斷升溫，還是在冰云的“保護”下轉涼，現在下結論還為時過早。

如今，許多科學家意識到北極云層在北極氣候變化中有著重要的影響，借助著先進的科技，越來越多的研究正在開展。2019年9月，一個包括中國科學家在內的國際研究小組開赴北極，他們在那里進行一系列的科學研究，其中就包括關于云層覆蓋和云層性質的變化對北極氣候變化的影響的研究。2021年7月，德國馬克斯-普朗克化學研究所和德國美因茨大學的科研飛機飛往北極，這些飛機配備了先進的云測量儀器，計劃在20多次的飛行中收集數據，以了解北極冰云以及它們與氣候變化的關系。

未來，根據這些研究結果，科學家們將能更準確地預測北極氣候的變化，乃至地球氣候的變化趨勢，或許在這些研究中，科學家能找到逆轉北極氣候變暖的方法。