極地平流層雲

極地平流層雲，攝於北極

極地平流層雲（英語：polar stratospheric cloud，縮寫為PSC），是冬季出現在兩極地區平流層中的一種雲，通常分布在離地15km-25km的高度範圍內。部分極地平流層雲在陽光的照射之下會呈現珍珠般的光澤，故而這種雲也稱作「珠母雲」或「貝母雲」。由於極地平流層雲表面可以吸附並分解氯貯存物質，它在南極臭氧洞的形成中扮演了重要的角色。

成因和分類

由於平流層內的大氣異常乾燥，在平流層內很難形成雲。但在氣溫低於−78 °C（−108 °F）時，平流層內仍然能夠形成雲。由於只有在兩極的平流層中才能達到這樣低的溫度，這種平流層雲只在兩極，尤其是南極的冬季出現。根據化學組分的不同，極地平流層雲大致可分為Ia, Ib，Ic和II四類：

I型極地平流層雲主要由水、水合硝酸和/或水合硫酸構成。其中Ia型雲幾乎完全由三水合硝酸構成，這類雲在南極地區的平流層中最為普遍；Ib型雲則由水、水合硝酸、水合硫酸三元混合物的結晶或過冷液滴構成；Ic型雲是處於亞穩態的水-水合硝酸二元混合物。II型極地平流層雲只包含冰，這種雲在環境溫度低於−85 °C（−121 °F）時方能形成。

外觀

南極地區上空的II型極地平流層雲

I型極地平流層雲由於雲滴直徑較小，肉眼很難分辨，遠看好似薄薄一層淡黃色的面紗，且易與霾或卷層雲混淆。II型極地平流層雲則由於雲滴較大，能夠前向散射陽光而呈現出乳白色、如珍珠般的光澤，有時因為干涉還會帶上顏色（粉紅色或綠色），故它們稱為珠母雲或貝母雲。通過偏振濾鏡可以更好地觀察這些雲的顏色。

影響

I型極地平流層雲能夠在平流層中加速臭氧的分解：在平流層中，雖然氯原子和它的氧化物自由基能夠通過自由基反應催化臭氧的分解，但它們也很容易與二氧化氮及甲烷反應，分別形成穩定的氯硝酸和氯化氫，從而使這種自由基鏈反應難以有效進行。I型平流層雲則提供了一個界面，氯貯存物質會吸附到這個界面上，並發生化學反應。這種反應一方面使得氯原子從氯貯存物質中釋放出來；另一方面也消耗了氮氧化物，阻止氯貯存物質進一步形成。最終使平流層中的活性氯原子維持較高的濃度。南極入冬以後，極渦將南極平流層大氣與外界大氣阻隔，平流層內的溫度不斷降低，極地平流層雲開始形成，在其表面上，氯貯存物質不斷消耗，氯單質不斷形成、累積。而當九月第一縷陽光射入平流層大氣時，陽光中的紫外線將催化氯單質分解，產生大量氯原子並催化臭氧分解，最終導致臭氧層空洞。

研究史

早在19世紀，斯堪地那維亞半島上的人就已經發現了珠母雲。20世紀80年代初，人們通過衛星、光學雷達觀測等手段發現南極地區一年中極地平流層雲的出現的頻率隨時間呈現周期性的變化，並在冬季達到極大值。稍後的研究表明極地平流層雲可分為I型和II型兩種，其中I型雲主要由水合硝酸構成。I型雲也是人們發現的第一種不以液態水或冰晶為主要成分的雲。

參見

• 極光
• 火彩虹
• 彩雲
• 夜光雲