新的研究發(fā)現(xiàn)，北極洋洋流和風(fēng)暴正在將細(xì)菌從海洋藻類大量繁殖轉(zhuǎn)移到大氣中，在那里顆粒有助于形成云層。根據(jù)AGU期刊“ 地球物理研究快報 ”的最新研究，這些生物起源的顆?？赡軙绊懭澜绲奶鞖饽Ｊ?。
懸浮在空氣中的顆粒稱為氣溶膠，有時會加速云中冰晶的形成，影響天氣氣候和天氣模式。這種冰成核顆粒包括灰塵，煙霧，花粉，真菌和細(xì)菌。以前的研究表明，海洋細(xì)菌正在北極播種云層，但是它們?nèi)绾螐暮Ｑ蟮竭_(dá)云層是一個謎。
在這項新研究中，研究人員在白令海峽采集了水和空氣樣本，并對樣本中生物冰成核顆粒的存在進行了測試。通常在海底附近發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌存在于海洋表面以上的空氣中，這表明洋流和混亂有助于使細(xì)菌空氣傳播。
根據(jù)這項新研究，海洋洋流和天氣系統(tǒng)將藻類大量繁殖的細(xì)菌帶到海洋表面的海水中，有助于在大氣層中種植云。
“這些特殊類型的氣溶膠實際上可以’種子’云，類似于種子如何種植植物。這些種子中的一些非常有效地形成云冰晶，”科羅拉多州立大學(xué)的大氣科學(xué)家Jessie Creamean說。在科羅拉多州科林斯堡，以及新研究的主要作者。
了解如何播種云可以幫助科學(xué)家了解北極的天氣模式。
云中的純凈水滴在大約零下40攝氏度(零下40華氏度)之前不會凍結(jié)。它們在冰點以下過冷，但仍然是液體。氣溶膠將過冷云中的基礎(chǔ)冰凍溫度提高到零下5攝氏度(23華氏度)，為水提供結(jié)晶表面，并產(chǎn)生混有過冷液滴和冰晶的云。混合云是地球上最常見的云類型，最適合產(chǎn)生雨雪。
“云種子”，就像在藻類中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌一樣，可以產(chǎn)生更多的云和不同數(shù)量的冰和水。云的增加會影響大氣中的熱量，這會影響氣候。云的成分可以影響北極的水循環(huán)，改變產(chǎn)生的雨雪量。這項新研究的作者說，增加云的數(shù)量和改變北極云的構(gòu)成也會影響北方的天氣系統(tǒng)，可能會影響全球的天氣趨勢。
此圖顯示了云種子如何與浮游植物的花朵和天氣事件相互作用，最終上升到大氣層。圖片來源：Creamean等人/ Geophysical Research Letters / AGU。
在沒有冰成核顆粒的情況下，不太可能發(fā)生云層沉淀，德國萊比錫萊布尼茨對流層研究所的大氣科學(xué)家 Heike Wex 與新研究無關(guān)。
從海洋到大氣
為了解生物“云種子”如何從海洋深處傳播到大氣層，Creamean和她的同事從水面以下8米(26英尺)處采集樣本，在Bering水面以上約20米(66英尺)處采集空氣樣本在海藻綻放期間的海峽。
藻類大量繁殖是許多海洋動物食用的光合植物樣微生物的大量增加，包括某些細(xì)菌。研究人員發(fā)現(xiàn)，已知的細(xì)菌會在白令海峽浮游植物的底部種植云，但不會在周圍的空氣中?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)同樣的細(xì)菌在大約250公里(155.3英里)的西北部開花，這表明強大的電流將細(xì)菌運送到了一個新的地方。細(xì)菌也在水面以上的空氣中。風(fēng)暴將細(xì)菌從海洋深處帶到地表，將細(xì)菌“云種子”以水滴的形式運送到空氣中。
“什么在底部存在海洋是做它的方式到地表水，” Creamean說。
由于科學(xué)家們只能從20米(66英尺)以上取樣，他們還不知道冰成核粒子如何上升到云層高度，平均高度始于地面以上1.9公里(1.2英里)。
在極地地區(qū)正在經(jīng)歷的氣候變化迅速升溫。這組作者說，北極地區(qū)的加速變暖可能導(dǎo)致更多的藻類大量繁殖以及更多種類的細(xì)菌播種，從而進一步影響其天氣系統(tǒng)。
“這是關(guān)于這些云如何在北極形成并可能影響全世界天氣模式的難題之一，”Creamean說。