巨大的海盐气溶胶在夏威夷沿海云层和降雨中发挥着重要作用

尽管海盐、灰尘和灰烬等气溶胶体积很小，但它们在塑造天气和气候方面发挥着巨大作用。这些颗粒会散射光，成为云形成的起点，甚至可以引发或限制降雨。夏威夷大学马诺阿分校大气科学家的一项新研究表明，与公海相比，海岸线可以产生浓度高达五倍的巨型海盐气溶胶，并且沿海云可能比上空云含有更多的此类颗粒。公海——影响夏威夷群岛周围的云层形成和降雨。

该研究的主要作者、夏威夷大学马诺阿海洋与地球科学与技术学院(SOEST)大气科学博士生凯瑟琳·阿克曼 (Katherine Ackerman) 表示：“气溶胶-云相互作用和降雨是未来气候预测中最大的不确定性之一。” “由于淡水对于夏威夷群岛生命的可持续性至关重要，因此必须准确预测随着气候变化，降雨地点和降雨量。”

阿克曼补充道：“积云的日常降雨对于补充我们的新鲜地下水至关重要，但人们对积云到雨云的转变仍知之甚少，因此很难预测。” “我们希望这项研究有助于改进对夏威夷信风积云产生的降雨的预测，以便我们能够更好地为夏威夷应对这个不断变化的世界做好准备。”

大气科学副教授、该研究的资深作者艾莉森·纽金特 (Alison Nugent) 和她的团队开发了一种轻便且价格实惠的 3D 打印仪器，可以测量气溶胶尺寸分布，而不是像许多其他采样方法那样仅测量整体气溶胶浓度或质量。他们将该设备连接到风筝、钓鱼竿和无人机上，以采样巨大的海盐尺寸分布在不同海拔、海岸线位置和各种环境条件下的变化。

纽金特说：“由于到达云层需要付出很大的努力，因此对云层进行定期的原位观测很困难。” “因此，我们目前的大部分研究都集中在夏威夷云层形成的巨大海盐颗粒上，并了解影响它们产生方式以及它们在产生后能够传播到哪里的具体机制。”

改善天气预报

海浪拍打海岸线产生由水滴和巨大的海盐气溶胶组成的薄雾。这些气溶胶被岸上的风吹向山区。

“任何前往夏威夷迎风海岸线海滩的人都可能看到过这些过程的发生，即使他们没有意识到，”阿克曼说。“即使你再也看不到它们，粒子仍然存在，随风移动，最终到达云层。”

阿克曼补充说：“我们确定海岸是巨大海盐气溶胶的主要来源，这对于了解它们如何影响我们的沿海云非常重要。” “它们的体积大意味着它们从大气中脱落的速度比其他气溶胶类型要快得多，因此确定它们的生产地点对于量化它们对当地大气的潜在影响非常重要。”

研究人员还发现，波高是巨型海盐气溶胶浓度的最大预测因素。

“这一观察感觉很直观——更大的波浪沿着海岸破碎会产生更多的海洋雾，”阿克曼说。“然而，大多数计算机模型一直在使用风速来预测公海上的海盐气溶胶浓度，几乎没有一个模型将海岸线视为额外的来源。”

这一发现可用于改进夏威夷群岛近岸云层形成和降雨模式的数值天气预报。