名古屋大学和日本国家极地研究所的研究人员发现，在夏季和秋季，北极地区没有积雪覆盖的陆地上的灰尘是在北极低空云层(海拔低于3公里)形成冰晶的颗粒的主要来源。
低空云层中冰晶的形成被认为会影响气候，因为它会以液滴为代价导致冰粒的生长，然后以降水的形式下降，从而导致较低的阳光反射率和较短的云寿命。
“据说北极的升温速度比全球变暖的速度快两到四倍，”名古屋大学(Nagoya University)的河合圭(Kei Kawai)博士说，他是这项研究的第一作者。“考虑到低层云的分布和寿命影响气候，我们的发现可能有助于改善对北极气候变化的预测。”研究人员在《地球物理研究快报》上发表了他们的发现。
灰尘是由非常小的泥土或沙子的矿物颗粒组成的。它是云中冰晶形成的核心。虽然主要是从低纬度或中纬度的干旱地区排放的，但最近的研究表明，北极地区没有冰雪或植被的地区也会排放灰尘。先前的一项研究表明，这种北极尘埃可以作为形成冰晶的有效核，因为它含有少量的有机物质，具有很高的成核能力。
卡瓦伊说:“在北极，灰尘主要是在夏季到初秋排放的，那时地表温度高，积雪少。”
“在这个季节，北极尘埃分布在北极对流层下层(低于海拔约3公里)，那里的温度高于-15°C。一般来说，来自低纬度或中纬度沙漠的尘埃颗粒在高于-15°C的温度下不能有效地作为核形成冰晶。相比之下，北极尘埃颗粒可以在-20°C到-5°C之间作为这样的核工作，因为它们具有很高的成核能力。”
然而，到目前为止，北极尘埃高冰核能力的重要性仍然不清楚，因为任何建模研究都没有考虑到这一点。为了解决这一问题，名古屋大学的副教授Hitoshi Matsui和Kawai博士与国立极地研究所的副教授Yutaka Tobo合作，利用全球气溶胶气候模型CAM-ATRAS进行了一项研究。
首先，他们将最近观察到的北极尘埃的高冰成核能力纳入他们的模型。然后，他们将考虑这种能力的模拟与不考虑这种能力的模拟进行了比较。结果表明，在考虑这种能力的模拟中，北极尘埃在北极地区有效地发挥了冰核粒子的作用。这些模拟还密切再现了在北极几个地点对冰成核粒子的观测结果。相比之下，在没有考虑到这一点的模拟中，北极的尘埃几乎不像冰核粒子那样起作用。
结果还表明，考虑到北极沙尘的高冰成核能力，夏季和秋季来自世界各地的沙尘在北极对流层下层的冰成核粒子数量增加了100倍以上。此外，几乎所有的冰成核粒子都被发现来自北极的尘埃。
因此，研究人员证实，在夏季和秋季，北极低空云层中的尘埃作为冰核颗粒起着主导作用。“我们证明，充分考虑北极尘埃的高冰成核能力，对澄清北极冰成核粒子的分布和起源很重要，”河合博士说。“我们希望这一发现也能帮助我们了解北极变暖的情况，并更准确地预测未来北极的气候变化。”
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