由美国宇航局罗伯特·莫勒·坎达努萨拍摄
2016年4月19日，在“冰桥行动”飞行中看到的北水冰穴和邻近海冰的一部分
人们看到从海洋中蒸发出来的水分凝结成小云层
信用:美国宇航局/杰里米·哈贝克 在预测北极未来持续变暖的程度和速度方面，云是最大的通配符之一
根据一年中的不同时间以及它们形成和存在的不断变化的环境，云既可以起到温暖的作用，也可以起到冷却下面表面的作用
几十年来，科学家们一直认为北极海冰覆盖的减少使得更多的云层在海洋表面附近形成
现在，美国宇航局的新研究表明，通过被称为冰穴的海冰大洞释放热量和水分，暴露的海洋促进了更多云层的形成，这些云层将热量截留在大气中，阻碍了新海冰的重新冻结
这一发现来自对格陵兰岛和加拿大之间的巴芬湾北部一个被称为北水冰穴的区域的研究
这项研究是第一批利用卫星上的主动传感器探测冰间冰和云之间相互作用的研究之一，这使得科学家能够在大气的较低和较高水平上垂直分析云
领导这项研究的美国宇航局汉普顿兰利研究中心的大气科学家艾米丽·门罗解释说，这种方法可以让科学家更准确地发现冰穴和周围海域附近海面上云的形成是如何变化的
门罗说:“我们不是依靠模型输出和气象再分析来检验我们的假设，而是能够从波农亚附近的区域获取近瞬时卫星扫描数据。”
“由于每次扫描都是在大约10秒的时间尺度上收集的，所以冰间冰和附近的冰更有可能经历相同的大规模天气条件，因此我们可以更准确地梳理出从冰面到水面的变化对上面的云有什么影响
" 一个简化的可视化，显示了被称为冰穴的海冰包围的大洞打开之前、期间和之后的云响应
海冰的隔热效果可见一斑，因为冰穴的打开促进了热量(红色)和水分(黄色)的交换
冰洞上方云(紫色)散发的热量有助于保持冰穴打开，并在新的海冰关闭冰洞后保留下来
信用:美国宇航局戈达德太空飞行中心概念图像实验室/珍妮·麦克埃利戈特 参与这项研究的马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心的海冰科学家莱恩特·布瓦韦特解释说，海冰就像一个沸水壶的盖子
当盖子打开时，热量和蒸汽会逸散到空气中
博伊西维特说:“我们从海洋中获得了更多的热量和水分进入大气，因为海冰在相对温暖的海洋表面和上面寒冷干燥的大气之间起着帽状或屏障的作用。”
“大气的这种变暖和湿润减缓了海冰的垂直生长，这意味着它不会那么厚，所以在夏季更容易融化。”
" 像北极和南极的其他冰穴一样，当特定的风以持续的方向吹来，并在冰上撕开洞时，就会形成北水冰穴
这些风型只存在于冬季的几个月，这些洞反复地打开和关闭，交替地暴露和隔离海洋
这一新发现出现之际，北极海冰似乎在2021年变暖的几个月里逐渐减少，现在已经达到了年度最低水平
他们强调了海冰是如何影响一个地区的，这个地区在调节全球变暖、海平面上升和其他人类引起的气候变化的影响方面发挥着不可或缺的作用
海冰不会直接升高全球海平面
就像饮料中的冰块一样，融化的海冰不会直接增加海洋中的水量
尽管如此，北极海冰范围的缩小可能会使相对温暖的海水暴露在该地区的沿海冰盖和冰川中，导致更多的融化，从而为海洋提供淡水，并确实导致海平面上升
新的研究表明，冰穴上空的低云层比被海冰覆盖的邻近地区的云层释放出更多的能量或热量
那些低云也含有更多的液态水——比附近海冰上的云高近四倍
在研究的时间跨度内，每次冰穴结冰后，增加的云量和云层下的热量持续了大约一周
2019年4月3日，在“冰桥行动”飞行中看到的北水冰穴的西部边缘
冰间湖是一大片暴露在海冰覆盖区域内的海洋，在寒冷的月份会开放4到5次
北水冰穴的范围每年都有所不同，但可以大到覆盖整个美国的面积
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像弗吉尼亚这样的州
信用:美国宇航局/杰里米·哈贝克 博伊西维特说:“仅仅因为海冰重新形成，冰穴关闭，这并不意味着情况会马上恢复正常。”
“尽管水分来源基本上消失了，但额外云层的影响和增加的云层对地表的辐射效应在(冰穴结冰)后仍会持续一段时间。”
" 美国宇航局兰利气候科学家帕特里克·泰勒也参与了这项研究，他说，研究结果还表明，云层对冰穴的反应延长了冰穴保持开放的时间
泰勒说:“它们可以形成更厚的毯子，增加向地表散发的热量。”
“散发的热量有助于保持北水冰穴的表面稍微温暖一些，并有助于延长活动本身
" 大规模的气象过程常常使北极变暖的研究变得困难
然而，同一地区海冰的反复开放创造了一个自然实验室，研究云之间的反馈以及海冰和冰间冰间冰的交替
泰勒说:“我们可以比较海冰和开阔水域，以及这两种表面类型上足够接近的云，这样我们就不必担心大气条件的巨大变化，这些变化扰乱了以前的研究。”
“如果对几天内海冰消失的冰间冰事件没有云的反应，你就不会想到其他地方会有反应
冰穴的打开是一种非常强烈的、独特的作用力
" 该团队正计划将他们的研究提升到一个新的水平，并测试是否可以在海冰和公海交汇的其他地区观察到类似的云效应
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