你一直所认为云卷中冰晶的形成机制并不成立！

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大气微粒中的孔隙使水凝结，导致在潮湿但不饱和的空气中形成冰晶。这是云，特别是卷云中冰晶形成的一种新思路。卷云是一种纤细的高空冰线，是气候系统的重要组成部分。它们控制着地球向太空释放的热量，因此将卷云纳入全球气候模型是有意义的。这需要对云的形成有一个很好的理解。发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一篇新论文发现，之前认为的在潮湿但不饱和(比如卷云形成的地方)形成冰的机制并不成立。

博科园-科学科普：相反，另一种机制更好地解释了冰(以及云)的形成——而且细节远非模糊。在大气中，尘埃和其他物质在成核过程中形成冰。研究人员此前曾假设，当空气湿度不足，无法被水饱和时，成核过程发生在水蒸气分子一起直接形成冰的过程中，其间没有液态水的介入。但苏黎世联邦理工学院、犹他大学和苏黎世应用科学大学的研究人员表示，这种解释并不符合观察结果和分子模型。这个过程的一个线索来自于这样一个事实：有孔洞的微粒（像小海绵一样）形成冰微粒比没有孔洞的微粒效率高得多。

图中为孔隙凝结与冻结(左上)、沉积成核(左下)、纯水滴均匀成核(右下)、随后是冰晶生长的路径示意图。垂直虚线表示冰饱和度(左)和水饱和度(右)。图片：PNAS

这使得研究小组怀疑水蒸气可能凝结在微小的孔隙中，冰晶开始从液态水而不是水蒸气中生长。在包括分子模拟和合成多孔颗粒的实验中，研究小组得出结论，假设是正确的：即使空气中没有完全饱和的水，水蒸气也可以凝结在小颗粒孔隙中，帮助形成冰晶。这一过程可能在其他云层形成过程中也很活跃，这使得被称为孔隙冷凝和冻结的过程成为了解冷云层形成及其对气候影响的一个新重要因素。