硝酸和水极地平流层云

(节 2.6.2)

定义

平流层云所含的粒子数量和尺寸要小于冰极地平流层云，可存在于比冰点高6 °C的条件下，而且包含硝酸和水的固态水合物或液态溶液滴。

物理成分

温度低于约−78 °C时会出现由水和硝酸构成的极地平流层云。这些云有硝酸和水共缩聚作用产生的两种粒子。这些能够在−78 °C存在的粒子是硝酸三水合物粒子，其中每个硝酸分子与三个水分子结合；然而，与过冷对流层云一样，由于成核势垒，硝酸三水合物在−78 °C不会形成。在比硝酸三水合物温度低3 °C时，硝酸和水在平流层硫酸气溶胶上产生共缩聚作用，形成硝酸三水合物的过冷液态粒子，继而形成过冷三元溶液滴。过冷三元溶液滴的形成没有成核势垒。

硝酸三水合物的粒径约为1–10 μm，但数密度极低。过冷三元溶液粒子的数密度高得多，但粒径通常小于1 μm。由于过冷三元溶液粒子的粒径小，且硝酸三水合物粒子的数密度低，因此，这些极地平流层云很难通过肉眼看到，而且不会显现出冰极地平流层云的明亮色彩。以往这些云的各种分类反映出激光雷达所测量硝酸三水合物与过冷三元溶液粒子的混合物差异，但实际上，这些粒子类型的混合物可形成巨大的连续区。

冰、硝酸三水合物和过冷三元溶液极地平流层云均与极地平流层臭氧的破坏以及“臭氧洞”的形成有关。它们的表面可使惰性氯变得更具活性，加速臭氧破坏。此外，云的形成可清除平流层中的气态硝酸，而这可使氯转化为惰性从而阻止臭氧损失。

解释性说明

极地平流层云仅在冬季或初冬的高纬度地区出现，此时平流层下部和中部的硝酸三水合物的温度可降至约−78 °C以下，过冷三元溶液极地平流层云的温度可降至约−81 °C以下，而冰极地平流层云的温度可降至约−85 °C以下。在日出前及日落后太阳处于地平线下约1°至6°民用曙暮光期间是最佳观测时间。

硝酸三水合物极地平流层云和过冷三元溶液极地平流层云漫射性更强，且不会呈现珠母云的明亮色彩。硝酸和水极地平流层云在大部分天空呈淡黄色的薄云纱。这会与卷层云或霾层相混淆，但在地平线附近或会看到细致的水平结构，而如果它们是在平流层，则可在日落后清晰地看到它们。