被旋风吹到空中的尘埃为形成云的冰提供了固定点

卷云是由纯冰粒组成的高空(8-17公里)云。这些云通过散射入射的阳光和吸收地球发出的红外辐射，对地球的气候产生重大影响。在一项新研究中，Zeng等人。发现了关于这些纤细的头发状云如何在大型风暴系统中形成的新细节。

冰以两种方式形成卷云。在均相成核中，液态水滴在遇到适当条件时会自发冻结。在异相成核中，二次粒子(例如尘埃微粒)提供了冰晶形成的场所。异构路径在更广泛的条件下运行，但它需要存在足够的碎片。

过去，研究人员认为卷云中的冰晶主要是由于低温和高海拔地区缺乏冰核颗粒而通过均质核化形成的。在这项新研究中，科学家们认为，在适当的条件下，异质成核可能比以前认为的发挥更大的作用。

研究人员测试了称为注入尘埃的斜压风暴系统(DIBS)的强风暴在卷云形成中的作用。这些风暴通过温暖的传送带将地球表面的尘埃颗粒提升到大气中。先前使用卫星数据进行的研究表明，DIBS的云顶具有不寻常的类似卷云的特性。在这项新研究中，科学家们使用卫星数据和模型表明，DIBS卷云中极高的冰晶浓度是通过异质冻结形成的。

该研究利用了四颗独立气象卫星记录的2017年5月东亚DIBS事件的数据。成像、光谱、雷达和激光雷达数据表明，2017年的风暴产生了极高的冰粒子浓度，每立方厘米有1到10个粒子，粒子大小在10到30微米之间。

这些数据用于天气预报模型(WRF-Chem)。作者以两种配置运行模型：一种是仅依赖于温度的简单模型，另一种是更复杂的模型，其中包括成核粒子表面积等其他因素。

作者发现，更复杂的参数化比简单模型更符合云观测：新的、更复杂的模型产生的冰粒子浓度高10到100倍，粒子尺寸小2到3倍。作者说，这些发现表明DIBS中的冰晶是通过尘埃颗粒的异质核化形成的。

这些发现提供了DIBS中卷云形成的机制，作者说应该将其纳入未来的气候模型。