美国宇航局任务飞越北极研究海冰融化的原因

不仅仅是气温和水温的上升影响了北极海冰数十年的消融。云、气溶胶，甚至冰本身的凸起和凹陷都可能发挥作用。为了探索这些因素如何相互作用并影响海冰融化，NASA 今年夏天将驾驶两架配备科学仪器的飞机飞越格陵兰岛北部的北冰洋。这项名为 ARCSIX（北极辐射云气溶胶表面相互作用实验）的实地考察活动的首次飞行于 5 月 28 日成功开始测量。

作为 ARCSIX 实地活动的一部分，两架 NASA 飞机今年夏天正在对北极的云层、气溶胶和海冰进行协调测量。在这张拍摄于 5 月 30 日星期四的照片中，NASA 的 P-3 飞机在该机构的湾流 III 飞机后面从格陵兰岛西北部的皮图菲克太空基地起飞。

“ARCSIX 任务旨在测量整个夏季海冰的变化，”弗吉尼亚州汉普顿 NASA 兰利研究中心的该项目副科学负责人帕特里克·泰勒 (Patrick Taylor) 说道。“影响海冰的因素有很多。我们正在测量这些因素，以确定哪些因素对今年夏天的冰融化最为重要。”

在万里无云的日子里，光滑的海冰上大部分阳光都会反射回大气层，这是海冰冷却地球的一种方式。但是，当冰上有脊或较暗的融水池（或散布着污染物）时，就会改变这一平衡，增加冰融化量。在大气中，多云天气和飘浮的气溶胶也会影响融化速度。

“ARCSIX 的一个重要目标是更好地了解表面辐射预算，即与冰和大气相互作用的能量，”来自马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德太空飞行中心的活动科学家 Rachel Tilling 说。

约有 75 名科学家、仪器操作员和飞行机组人员参与了 ARCSIX 位于格陵兰岛西北部皮图费克太空基地的两个部分。第一次部署将在今年 5 月和 6 月进行，为期三周，旨在记录冰融季节的开始。第二次部署将在 7 月和 8 月进行，以监测夏末的情况和冰冻期的开始。

“ARCSIX 汇聚了来自三个主要学科的科学家：海冰表面研究人员、气溶胶研究人员和云研究人员，”蒂林说。“我们每个人都在努力了解各自领域的辐射预算，但为了这次活动，我们将这三个领域都聚集在一起。”

每次部署期间，两架飞机将飞越北极。NASA 的 P-3 Orion 飞机将从弗吉尼亚州瓦洛普斯飞行设施起飞，不时飞入云层下方，记录冰层表面特性和辐射能量。该团队还将驾驶飞机穿越云层，采集气溶胶颗粒、云光学特性、化学成分和其他大气成分样本。

由美国国家航空航天局兰利中心管理的湾流 III 型飞机将飞到大气层更高处，观察云层顶部的特性，拍摄冰层上方的大气剖面，并增加类似于轨道卫星的视角。

团队还将比较机载数​​据与卫星数据。多角度成像光谱仪和中分辨率成像光谱仪等卫星仪器将提供有关云和气溶胶粒子的更多信息，而冰、云和陆地海拔卫星 2 将提供有关卫星和飞机下方冰层地形的见解。

此次任务的科学负责人、科罗拉多大学博尔德分校的塞巴斯蒂安·施密特说，飞机将按照协调的路线飞行，对三维空间中的冰层上方的大气层进行测量。

“随着北极逐渐转变为季节性无冰海洋，格陵兰岛北部海岸附近的区域可以被视为多年海冰的最后堡垒，”施密特说。“通过在这里进行观察，我们将深入了解‘旧’和‘新’北极的云-气溶胶-海冰相互作用过程——同时通过将我们所看到的情况与机载和卫星仪器进行比较，改进卫星遥感。”