美国宇航局重返北极研究夏季海冰融化

北极发生的事情不会只发生在北极，NASA 的一项新任务正在帮助改进数据建模，并加深我们对地球快速变化的气候的了解。地球最北端的冰、海洋和大气条件的变化对整个地球产生了巨大影响。这是因为北极地区就像地球的空调一样。  

太阳能量的大部分通过风和天气系统从地球的热带地区输送到北极，然后散失到太空中。这一过程有助于冷却地球。  

美国宇航局资助的北极辐射云气溶胶表面相互作用实验 (ARCSIX) 任务正在格陵兰岛北部的北冰洋上空飞行三架飞机，以研究这些过程。这些飞机配备了仪器，用于收集海面海冰、云层和气溶胶粒子的观测数据，这些观测数据会影响北极的能量预算和云层特性。能量预算是地球从太阳接收的能量与地球向外太空损失的能量之间的平衡。 

“海冰增多使空调效果更加有效。海冰减少会削弱北极的冷却效果，”弗吉尼亚州汉普顿 NASA 兰利研究中心的气候科学家帕特里克·泰勒说。“在过去 40 年里，北极失去了大量海冰，导致北极变暖速度加快。随着北极变暖和海冰融化，它可能引发连锁反应，影响数千英里外的天气状况、海平面上升速度以及我们社区遭受的洪水程度。” 

首批飞行于 5 月和 6 月进行，当时正值季节性冰雪融化开始。7 月 24 日，夏季海冰融化最为剧烈，飞行再次开始。 

“如果不进行两次活动，我们就无法进行这种北极科学研究，”ARCSIX 副科学负责人泰勒说。“春季的海冰表面非常明亮，白色，被雪覆盖。我们看到冰层上有一些裂缝。我们将在第二次活动中看到海冰减少，海冰裸露，没有雪。它将被各种融水池覆盖——在冰层顶部汇集水——这会改变冰与阳光的相互作用方式，并可能改变冰与上方大气和云层的相互作用方式。” 

海冰和冰层上的雪将海洋与大气隔离开来，将太阳辐射反射回太空，帮助地球降温。海冰减少和地表变暗会导致更多的太阳辐射被地表吸收或滞留在地表和云层之间。  

了解这种关系以及云在系统中的作用，将有助于科学家改进卫星数据并更好地预测北极气候的未来变化。  

“这支由飞行员、工程师、科学家和飞机组成的特别团队，只有借助多个 NASA 中心和我们合作伙伴的专业知识，才能完成这项任务，”NASA 马里兰州格林贝尔特太空飞行中心的冰冻圈负责人 Linette Boisvert 说道。“我们收集了雪和冰融化前和融化开始时的大量数据。当我们测量被融雪池覆盖的相同区域时，我迫不及待地想看到融化高度的变化。” 

美国宇航局与科罗拉多大学博尔德分校合作开展 ARCSIX 任务，研究小组在春季活动的早期数据分析中发现了一些惊喜。一个潜在的发现是泰勒所说的“海冰三明治”，即较新的海冰层夹在两层较老的海冰之间。科学家还发现云层中的细雨比预期的要多。数据完全处理后，这两项观测都需要进一步调查。 

“冰岛火山爆发，我们认为四天后我们的模型就显示出火山气溶胶羽流，”泰勒说。“常识告诉我们，火山灰和硫酸盐等火山颗粒应该已经从大气中清除。还需要做更多的工作，但我们的初步结果表明，这些颗粒在大气中存活的时间可能比之前认为的要长得多。” 

先前的研究表明，云层中的气溶胶粒子会影响海冰融化。ARCSIX 春季飞行期间收集的数据显示，北极大气中有几层气溶胶粒子，包括野火烟雾、污染物和从亚洲和北美输送来的灰尘。 

“在第一次活动中，我们得到了我们所希望的一切，甚至更多，”泰勒补充道。“今年夏天的数据将帮助我们更好地了解云和海冰的行为。我们将能够利用这些结果来改进预测模型。在未来几年，科学家将能够更好地预测如何缓解和适应我们在北极看到的快速气候变化。”