极地平流层云(Polar stratospheric clouds,常简称PSCs)是冬季极地平流层中海拔15,000~25,000米的云。 观测它们的最佳时间是在民用黄昏,此时太阳位于地平线以下 1 º~ 6 º之间,以及在冬季和高纬地区。PSCs 的一种主要类型主要由过冷的水滴和硝酸组成,与臭氧空洞的形成有关。另一种主要类型仅由冰晶组成,无害,这种类型的 PSCs也称为珍珠质(nacreous,源自珍珠,或珍珠之母,因其彩虹色而得名)。
PSCs的形成原因为:平流层非常干燥,与对流层不同,它很少允许云形成。 然而,在极地冬季的极端寒冷中,可能会形成不同类型的平流层云,这些云根据其物理状态(过冷液体或冰)和化学成分进行分类。由于它们的高度和地球表面的曲率,这些云会接收来自地平线以下的阳光并将其反射到地面,在黎明前或黄昏后发出明亮绚丽的光芒。PSCs 在极低温度下形成(低于-78 °C )。 这些温度可能出现在极地冬季的平流层低层。 在南极,低于-88 °C 的温度经常导致 II 型 PSCs出现。 如此低的温度在北极是罕见的。 在北半球,山脉产生的背风波可能会局部冷却平流层下部并导致透镜状(lens-shaped)PSCs 的形成。阳光在云层中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彩色干涉条纹。使用偏光滤镜可以增强颜色的可见度。
PSCs的类型:PSCs分为两种主要类型,每种类型又包含几个子类型。 I 型云具有类似于卷层云或薄雾的大体层状外观。有时根据可以使用激光雷达测量的化学成分对它们进行细分。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,是极地臭氧消耗的来源。 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,从而催化臭氧破坏,还因为它们去除气态硝酸,以增加臭氧消耗的方式扰乱氮和氯循环。Ia 型云由大的非球形颗粒组成,由三水合硝酸(NAT) 组成;Ib 型云含有硫酸、硝酸和水的液体过冷三元溶液 (STS) 的小球形颗粒(非去极化); Ic 型云由固相亚稳态富含水的硝酸组成。II 型云在北极很少见,有卷状云和透镜状云,仅由水冰组成。
只有 II 型云必然是珠光状的,而 I 型云在某些条件下可以呈虹彩状,就像任何其他云一样。 世界气象组织(WMO)不再使用本文中看到的字母数字命名法,仅区分过冷层状酸性水PSCs 和卷状透镜状水冰珠光PSCs。
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