什么是珠母云？
南极上空拍摄的珠母云。（图片来源:卡万图片社/每经盖蒂图片社安德烈·霍夫曼报道）
（蜘蛛网eeook.com）据美国太空网（丽贝卡·孙）：珠母云或冰极地平流层云是一种罕见的云类型，在非常寒冷的条件下和高海拔地区形成。
根据世界气象组织（WMO）的说法，它们以彩虹色而闻名，这是阳光与组成它们的微小冰晶相互作用时产生的。“珍珠质”这个名字来自“珍珠层”，这是珍珠母的另一个名字，指的是它们彩虹般的外观。它们有时被称为珍珠母云。
在高纬度地区，包括北极、苏格兰、斯堪的纳维亚和阿拉斯加，冬季会出现珠母云。它们有时在北欧其他地区形成，但在南极洲最常见。一些珠母云是波浪云，通常在山脉附近形成。
在一些地方，珠母云如此绚丽多彩和不寻常，以至于它们有时会被混淆为北极光，这是由带电粒子和地球大气之间的相互作用引起的彩色光显示，与珠母云无关。
珠母云是如何形成的？
瑞典冰雪酒店上空的珠母云。（图片来源:罗伊·罗克林/盖蒂图片社）
根据世界气象组织的说法，要形成珠母云，空气温度必须低于零下121华氏度（零下85摄氏度）。与大多数形成于地球大气层第一层的云不同，珠母云形成于地球第二层大气平流层。根据对话，在这些寒冷的条件下，空气中的所有水分都转化为过冷液体和冰晶。根据薄金属部件的说法，构成云层的球形冰晶直径只有10微米——比人类头发的典型宽度还要薄。
珠母云也被称为二型极地平流层云（PSCs），是在冬季极地平流层中形成的云。然而，根据澳大利亚南极计划，珠母云仅由冰晶组成，而另一种称为I型PSCs的类型可以在稍微温暖的条件下形成，主要由过冷的水滴、硝酸和硫酸组成。类型I的PSC没有那么壮观的颜色，尽管它们可以在珠母云区域形成。
颜色是由什么引起的？
由于其彩虹般的外观，珠母云也被称为珍珠母云。（图片来源:golfer2015 via Getty Images）
根据英国气象局的说法，白天，珠母云不是彩色的，它们看起来类似卷云，卷云是一种在高海拔地区形成的纤细的毛发状云。但是接近日落时，云层开始呈现出标志性的彩虹色。根据大气光学，不断变化的颜色是由一种叫做衍射的过程引起的。当阳光照射到构成云层的微小冰晶时，阳光向不同方向散射，形成了许多颜色的外观。
根据对话，观察云层全盛状态的最佳时间是“曙光乐团”期间，即黎明前或日落后，此时太阳略低于地平线。由于它们的高海拔和我们星球的曲率，阳光从下面照亮了它们。根据世界气象组织的数据，在大多数形成这些云的高纬度地区，当太阳位于地平线以下1至6度时，它们的亮度最高，尽管它们也会在太阳位于地平线以下更远的一段时间内发出橙色和粉红色的光，这种时间通常在黎明前和日落后。
珠母云危险吗？
珠母云与臭氧破坏有关。（图片来源:卡万图片社/每经盖蒂图片社安德烈·霍夫曼报道）
虽然珠母云对人类没有直接危害，但根据对话，珠母云会加速地球臭氧层的破坏。臭氧层是大气层的一部分，保护我们免受太阳紫外线辐射。然而，根据大气光学公司的说法，一些证据表明I型PSC更具威胁。冰晶中的化学物质，如氯和溴，会与大气中破坏臭氧的物质发生反应，从而加速臭氧的破坏。
由于《蒙特利尔议定书》（Montreal Protocol）的签署，臭氧层破坏不再是几十年前那么突出的问题。该协议是一项多边环境协议，从1989年开始逐步淘汰破坏臭氧层的化学品的生产。然而，据《对话》报道，研究人员预测，这些化学物质的影响将在未来50至100年内影响臭氧层。
珠母云常见问题
什么是珠母云？
珠母云，也称为II型极地平流层云，是在极高海拔和极冷温度下形成的云。它们由微小的球形冰晶组成，在黎明前和日落后衍射阳光，从而显示出鲜艳的色彩。
为什么珠母云很少见？
为了形成这些云，地球大气层的第二层平流层必须极其寒冷——零下121华氏度（零下85摄氏度），比平流层的典型温度更低。因此，在寒冷的冬季条件下，珠母云通常只出现在高纬度地区。
珠母云和夜光云有什么区别？
夜光云形成于平流层，而夜光云形成于中间层，即平流层正上方的地球大气层。正因为如此，夜光云在傍晚发光，而不是像珠母云那样在日落后不久发光，因为它们更高，当太阳位于地平线以下更远时会反射阳光。
珠母云专家问答
我们采访了博士后研究员Deepashree Dutta，讨论珠母云及其对极地变暖的影响。
迪帕什里·杜塔，博士后研究助理
Deepashree Dutta是剑桥大学地理系的博士后研究助理。她的研究兴趣涵盖高纬度云层、海洋-大气耦合过程、大尺度大气环流以及火山对气候的长期影响。
为什么你认为珠母云可能会影响极地变暖？
珠母云，或极地平流层云，在极寒的冬季形成于极地地区非常高的高度（平流层）。它们吸收地球表面辐射的热量，并将部分能量重新发射到地表，类似于温室气体。这个过程可能会使地表变暖，这表明这些云可能对极地变暖很重要。
珠母云如何影响地球两极的变暖？
鉴于珠母云在冬季形成，当极地地区阳光有限时，这些云有可能通过其温室效应在冬季温暖极地地区。
这种效应在遥远的过去可能会产生什么影响？
1992年，古气候学家丽莎·斯隆（Lisa Sloan）及其同事提出，极地平流层云可能在遥远的过去导致了高纬度地区的大幅变暖。基于这一想法，我们使用了一个能够模拟极地平流层云的气候模型，并发现在特定条件下，这些云层可能会导致高纬度地区的地表升温超过7摄氏度。
同样的效应会与今天的极地变暖和气候变化相关吗？
在始新世早期，大陆和山脉的排列方式与今天不同。由于大规模大气波的变化，这在冷却极地高海拔地区方面发挥了关键作用，随后形成了更多的极地平流层云。这意味着，如果我们在未来达到与始新世早期相当的CH4【甲烷】和CO2水平，我们预计极地平流层云的增加将较小。
