极地平流层云查看源代码讨论查看历史
极地平流层云（英语：polar stratospheric cloud，缩写为PSC），是冬季极地平流层中15,000–25,000 m（49,000–82,000 ft）高空的云。当太阳在地平线以下1至6度之间时，以及在冬天和更北纬的地方。PSC的一种主要类型主要由水和硝酸的过冷液滴组成，并且与臭氧孔的形成有关。另一种主要类型仅由冰晶组成，并不被认为是有害的。这种类型的PSC也被称为珍珠质 （由于其呈虹彩，从珍珠质或珍珠母中衍生而来）。
概述
极地平流层云（PSC）是冬季出现在两极地区平流层中的一种云，通常分布在离地15km-25km的高度范围内。部分极地平流层云在阳光的照射之下会呈现珍珠般的光泽，故而这种云也称作“珠母云”或“贝母云”，最好在民用暮光下观察。由于极地平流层云表面可以吸附并分解氯贮存物质，它在南极臭氧洞的形成中扮演了重要的角色。[1][2]
编队
与对流层不同的是，平流层非常干燥，形成云的机率不高。 但是，在极地冬天的极端寒冷中，可能会形成不同类型的平流层云，并根据其物理状态和化学成分对其进行分类。由于它们的高海拔和地球表面的曲率，这些云将从地平线以下接收阳光并将其反射到地面，在黎明之前或黄昏之后明亮地发光。
PSC在非常低的温度下形成，低于-78°C（-108°F）。在极地冬季，这些温度可能发生在平流层下部。在南极 ，低于-88°C（-126°F）的温度通常会导致II型PSC。这样的低温在北极很少见。在北半球 ，山脉产生的背风波可能会在局部降低平流层下部的温度，并导致形成双凸透镜状的PSC。
阳光在云层中的前向散射产生珍珠白色的外观。光学薄云中的粒子通过衍射产生有色干涉条纹 。 可以使用偏光滤镜增强颜色的可见性。
类型
PSC分为两种主要类型，每种类型都包含几种子类型:
- I型云一般呈层状外观，类似于卷层云或薄雾。有时，根据其化学成分可以细分，可以使用LIDAR进行测量。 该技术还可以确定云的高度和环境温度。它们含有水， 硝酸和/或硫酸，并且是极性臭氧消耗的来源。[3] 之所以出现对臭氧消耗的影响，是因为它们支持产生活性氯的化学反应，从而催化臭氧的破坏，还因为它们去除了气态硝酸 ，扰乱了氮和氯的循环，从而增加了臭氧的消耗。
- Ia型云由较大的非球形颗粒组成，由三水硝酸（NAT）组成。
- Ib型云包含硫酸，硝酸和水的液体过冷三元溶液（STS）的球形小颗粒（非去极化）。
- Ic型云由固相的亚稳态富水硝酸组成。
- II型云在北极很少见，具有卷状和双凸透镜亚型[4]，仅由水冰组成。
层状I型PSC（橙色对流层云上方的白色云），在面纱中显示出精细的水平结构 只有II型云一定是珠光，而I型云在某些条件下可以像其他任何云一样呈虹彩。 世界气象组织不再使用本文中看到的字母数字命名法，而仅区分了过冷的层状酸水PSC和圆弧状珠状珍珠质PSC[5]。
外观
南极地区上空的II型极地平流层云 I型极地平流层云由于云滴直径较小，肉眼很难分辨，远看好似薄薄一层淡黄色的面纱，且易与霾或卷层云混淆。II型极地平流层云则由于云滴较大，能够前向散射阳光而呈现出乳白色、如珍珠般的光泽，有时因为干涉还会带上颜色（粉红色或绿色），故它们称为珠母云或贝母云。通过偏振滤镜可以更好地观察这些云的颜色。[6]
影响
I型极地平流层云能够在平流层中加速臭氧的分解：在平流层中，虽然氯原子和它的氧化物自由基能够通过自由基反应催化臭氧的分解，但它们也很容易与二氧化氮及甲烷反应，分别形成稳定的氯硝酸和氯化氢，从而使这种自由基链反应难以有效进行。
I型平流层云则提供了一个界面，氯贮存物质会吸附到这个界面上，并发生化学反应。这种反应一方面使得氯原子从氯贮存物质中释放出来；另一方面也消耗了氮氧化物，阻止氯贮存物质进一步形成。
最终使平流层中的活性氯原子维持较高的浓度。南极入冬以后，极涡将南极平流层大气与外界大气阻隔，平流层内的温度不断降低，极地平流层云开始形成，在其表面上，氯贮存物质不断消耗，氯单质不断形成、累积。而当九月第一缕阳光射入平流层大气时，阳光中的紫外线将催化氯单质分解，产生大量氯原子并催化臭氧分解，最终导致臭氧层空洞。
研究史
早在19世纪，斯堪地那维亚半岛上的人就已经发现了珠母云。20世纪80年代初，人们通过卫星、光学雷达观测等手段发现南极地区一年中极地平流层云的出现的频率随时间呈现周期性的变化，并在冬季达到极大值。稍后的研究表明极地平流层云可分为I型和II型两种，其中I型云主要由水合硝酸构成。I型云也是人们发现的第一种不以液态水或冰晶为主要成分的云。