火山喷发能在天空中制造冰，而我们终于知晓其原理。

高悬于地球上方的卫星精确揭示了，火山喷发时向上喷出的巨大火山灰烟柱是如何形成纤细的云的。 火山在调节地球气候的循环中起着至关重要的作用。当活火山喷发时，会释放出二氧化碳和二氧化硫等气体，这些气体可能产生变暖或降温的效果。 火山灰和尘埃也会被释放到高层大气中，在云通常形成的地方注入气溶胶。 一段时间以来，科学家们一直想知道这些气溶胶是如何影响云的形成的。在一项新研究中，劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的研究人员得出结论，火山灰颗粒可以通过提供冰粒能够附着的核心，引发高层大气中纤细的卷云的形成——这一过程被称为 “冰核化”。

“我们的研究有助于填补关于火山喷发是否以及如何影响云形成这一重大知识空白，” LLNL大气科学家林琳说，“我们表明火山灰颗粒可以作为冰核化的场所，从而引发冰云的形成。” 云在调节地球气候和能量平衡方面起着至关重要的作用。除了在任何给定时间覆盖地球表面约70%，反射阳光并吸收热量外，它们也是地球水循环不可或缺的一部分。 因此，我们需要更好地理解云的形成以及气溶胶的影响。 林琳及其团队的研究基于美国国家航空航天局（NASA）的CloudSat卫星以及云 – 气溶胶激光雷达和红外路径探测卫星（CALIPSO）长达10年的数据。 CloudSat探测云的内部，以确定热带气旋和与云相关的气候变化是如何发生的。CALIPSO则监测云和气溶胶在调节地球天气、气候和空气质量方面所起的作用。 通过观察，林琳及其同事注意到三次火山喷发后卷云的特性出现了一致变化。在火山灰丰富的喷发地区，研究人员发现这些高海拔云（主要由冰组成）出现得更为频繁。

与其他时期的卷云相比，这些云所含的冰晶数量明显更少，但冰晶尺寸更大。火山灰少的喷发则没有出现这些情况。 “在研究开始时，我们确实预计受火山喷发影响的云看起来会与自然云不同，但没想到最终是这样的差异，” 林琳说，“我们原本预计火山气溶胶会导致云中冰晶数量增加。但令我们惊讶的是，数据显示的结果恰恰相反。” 最初，研究小组预计冰会以一种均匀的方式形成，即水从极冷水滴中自发凝结。然而，他们观察到水在火山灰气溶胶上聚集，然后在温度降至足以自发冻结之前，形成更大的冰块。 “结果完全推翻了我们最初的预期，” 林琳补充道，“放下最初的想法，根据意外的发现提出新的解释，这既是研究过程中最困难的部分，也是最有收获的部分。” 从那以后，该团队转而研究北极云及其在全球大气模型中的作用。与此同时，他们在等待另一次大规模火山喷发，以便验证他们的研究结果。 这项研究发表在《科学进展》杂志上。