北极的冰跑到天上去了？

苏溪

近年来，北极发生了许多让人瞠目结舌的事，比如，2020年北极一些地方的气温竟然达到了38℃！寒冷的北极竟然出现了雷暴天气（雷暴天气的出现需要空气产生热对流），而且数量还呈上升趋势。有些海域在夏天竟然几乎无海冰覆盖。而最近，科学家们又发现了一个奇怪的现象——在北极海冰正在迅速减少之际，北极上空的冰竟然变多起来了！这是怎么回事呢？

其实，这里所说的“天上的冰”指的是冰云，一种完全或几乎完全由冰晶组成的云。2018年，日本研究人员在北极圈的楚科奇海开展科学研究。楚科奇海是北冰洋的一部分，位于俄罗斯的楚科奇半岛和美国的阿拉斯加之间。研究人员在这片海域部署了各种测量仪器，从船上用气球发射云粒子传感器来分析云的相位，定期在船上对环境气溶胶进行采样以做化学分析，并持续测量海上的浪高和风速。

经过几年的检测和数据分析，研究人员发现，在气候变暖的背景下，北极海冰融化，导致在秋季出现更强的风，更高的浪。而异常的风浪将海水中的有机颗粒带到了大气中。这些颗粒飘到一定高度时，就会成为促进冰晶形成的“种子”，即凝结核。由于北极气温较低，因此这些冰晶会冻结周围的水滴，渐渐地就形成了冰云。

研究人员认为，云层就像一张毯子，能反射入射的阳光，减少到达地球的太阳辐射，冰云更亮，反射的阳光也会更多。因此，当夏季海冰融化高峰期时，冰云会增多，云层增厚，减少大量入射到达地表的阳光，从而可以冷却地表，使秋季海面冻结的时间提前。较早的冻结将导致更厚的冰，在接下来的夏天可能会减少融化，并持续到随后的冬天。如果这样的过程在几年内多次发生，它可能会延迟甚至阻止海冰在北极夏季完全融化。

在2018年的一项研究中，美国的研究人员还发现，北极边缘海上空冰云的增加导致降雪量增加。他们认为，当北半球的冬天来临时，北极冷空气的爆发会导致冰云继续增加，这很可能会导致北极地区降雪量增加，从而使当地的气温下降，海冰面积增加。

如此看来，北极冰云的增加或许还真的可以为北极降温呢。事实果真如此吗？

说云层像毯子，这个比喻还是比较恰当的。而作为毯子，云层不只反射入射的太阳辐射，还会将来自海水的热量“拦截”下来，阻止它们反射到太空，这样一来，太阳的热量就被保存在了大气层之内，这就和我们盖上被子觉得暖和是一样的道理。研究人员计算的结果显示，冰云反射太阳辐射的作用，可能比“锁住”太阳辐射散失的作用要小得多。

如今，在全球气候变暖的背景下，北极一些地区吸收太阳热量能力更强的海水正在逐渐取代海冰，海水吸收的热量在秋季北极气温下降，海冰开始形成时，又会被释放出来，使当地的气温更高，这将延缓海冰的形成，從而使北极的冬季更温暖。

2021年，美国宇航局在格陵兰岛和加拿大之间的巴芬湾北部的一个冰间湖进行研究。冰间湖是一片被海冰包围的开阔水域，在冬季由于风以特定风向持续吹使冰层撕裂而形成。研究人员发现，冰间湖上空会形成含有大量冰晶的云层，而这些云层会在大气中捕获热量并阻碍新海冰的重新冻结。通过对数据的分析，研究人员也确实发现，冰间湖上空的云层及周围的气温，比海冰覆盖的地区的更高。并且，即使随后冰间湖重新冻结，其上空的云层和更高的热量在大约一周之后才会消失。

楚科奇海和巴芬湾的研究结果之所以不同，可能与促进冰晶形成的凝结核有关。从纬度位置上来看，巴芬湾位于北纬70°以北，而楚科奇海位于北纬70°以南。以前的研究显示，在冬季，位于北纬70°的巴芬湾的冰间湖上空大气中充当云凝结核的微粒很少，产生的云包含更少和更大的水滴，这种云只能将很少的入射阳光反射到太空，但是却能阻止地球表面的热量逃逸，因此会导致气候变暖。而在楚科奇海，更强的海浪和风将更多的海洋有机颗粒带到了天空，能形成许多更小的水滴（冰晶），因此能反射更多入射的阳光，从而使地球降温。

这意味着，北极冰云对北极气候的影响具有不确定性，还需要根据实际来做具体分析。

随着北极气候不断恶化，科学家们一直在寻找“拯救”北极的方法，北极冰云似乎给了他们一线希望。不过，直到现在，对于北极的冰云如何形成，如何影响地球气候，我们是否能利用冰云来缓解地球变暖，这些问题的答案科学家们还不甚了解。因此，北极会在冰云的“封锁”下一路不断升温，还是在冰云的“保护”下转凉，现在下结论还为时过早。

如今，许多科学家意识到北极云层在北极气候变化中有着重要的影响，借助着先进的科技，越来越多的研究正在开展。2019年9月，一个包括中国科学家在内的国际研究小组开赴北极，他们在那里进行一系列的科学研究，其中就包括关于云层覆盖和云层性质的变化对北极气候变化的影响的研究。2021年7月，德国马克斯-普朗克化学研究所和德国美因茨大学的科研飞机飞往北极，这些飞机配备了先进的云测量仪器，计划在20多次的飞行中收集数据，以了解北极冰云以及它们与气候变化的关系。

未来，根据这些研究结果，科学家们将能更准确地预测北极气候的变化，乃至地球气候的变化趋势，或许在这些研究中，科学家能找到逆转北极气候变暖的方法。