海洋中的碘有助于云的形成，但高浓度的碘会破坏臭氧层

每朵乌云背后都有一线希望。在任何时候，地球天空的 67% 都被乌云覆盖。

与我们对地球大气其他方面的了解相比，科学家对云的形成方式仍然知之甚少。现在，由科罗拉多大学博尔德分校研究人员领导的国际小组发现，碘（一种天然存在的化学元素）会导致云量增加并侵蚀臭氧层，臭氧层是地球大气中吸收几乎所有有害太阳紫外线的薄层。他们的研究于 11 月 14 日发表在《自然化学》杂志上，详细介绍了碘来源、碘如何排放到大气中以及碘如何帮助云形成和生长之间的新联系。

“准确预测云层将在何处形成、如何形成以及形成多少是非常困难的，”这项研究的主要作者、现为赫尔辛基大学博士后研究生亨宁·芬肯泽勒 (Henning Finkenzeller) 表示。“这是当今气候模型中的主要不确定因素之一。”芬肯泽勒表示，仔细观察云层可能是帮助找到气候变化解决方案的至关重要的方法。

然而，第一步是了解气候系统的各种复杂性，包括碘等元素在云层和大气中可能发挥的作用。很多人经常被教导云层形成过程的简化版本：当水蒸气变成液态水滴时，就会形成云层，从而产生许多不同种类或类别的白色云团。但这个过程实际上比这要复杂一些。

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为了更好地了解云是如何凝聚的，值得了解的是，所有生物体内都含有一些微量碘元素。例如，在人类中，碘有助于产生控制身体新陈代谢的激素，并在怀孕期间支持骨骼和大脑的发育。1986 年切尔诺贝利事故后，甚至有人试图分发碘化钾药片，希望能够抵御辐射对健康的负面影响。但是，尽管人们已经在水溶液中研究了碘数百年，但直到最近二十年，科学家才在研究其气相如何影响地球大气行为方面取得了进展。该团队的研究详细说明了气态下哪种化学反应将一种碘转化为一种称为碘酸的化合物，碘酸在大气粒子形成过程中起催化作用——当空气中的分子聚集在一起形成云滴时。

“你不可能通过凝结纯水形成云滴，”这项研究的合著者、科罗拉多大学博尔德分校化学教授雷纳·沃尔卡默 (Rainer Volkamer) 说。“你需要一种种子，一种水可以在其上凝结形成云滴的粒子。”他说，这种种子就是碘，因为这种元素对这些基本粒子的形成贡献很大。

大气中的碘大部分来自海洋，以碘化物的形式存在，碘是碘的还原形式，在食盐中也可以找到。但由于海洋对大气污染的反应，近几十年来大气中的碘含量有所增加。沃尔卡默说：“如今这种天然碘源的规模大约是 70 年前的三倍。”天空中云层增多听起来可能不是特别有害，但云层覆盖率的增加可能会加剧北极海冰变薄的问题。据 NASA 称，由于全球变暖，北极海冰正以每十年约 12.6% 的速度缩小。这还没有考虑碘对臭氧层的消耗作用。

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但为了进一步研究他们的理论，该团队加入了欧洲核子研究中心 (CERN) 的一项名为“宇宙离体水滴”（CLOUD）的实验，他们在实验中测试了不同组合的近大气条件，以观察粒子是如何形成和演化的。后来，他们还在马达加斯加东部偏远岛屿留尼汪岛的 Maido 天文台测试了他们的发现。“世界上没有多少地方可以研究大气如何不受人类影响，”芬肯泽勒说。在那里，团队成员花了 10 周时间使用各种科学仪器来表征岛上的不同分子。最终，他们得出结论，这些现实世界的数据确实与他们的实验室结果相符。

总体而言，芬肯泽勒指出，碘既不是好的化学元素，也不是坏的化学元素。然而，人类如何继续与碘互动，将成为决定碘对地球未来影响程度的决定因素之一，无论是好是坏。