施马莱与来自保罗·谢勒研究所大气化学实验室、斯德哥尔摩大学环境科学系和博林气候研究中心的科学家们一起，在2018年8月和9月花了几个星期的时间在北极附近收集数据，这是瑞典破冰船“奥登”号上美国-瑞典探险队“北冰洋2018”的一部分。科学家们测量了大气分子和气溶胶颗粒的化学和物理特性，以更好地了解导致云形成的条件。

气溶胶是如何在北极形成的

“我们的目标之一是研究新的气溶胶颗粒是如何在北极大气中形成的，”安德里亚·巴卡里尼说，他是保罗·谢勒研究所的博士生，现在是极端环境研究实验室的科学合作者。“在适当的条件下，气体分子凝聚成可以生长的小簇，最终形成气溶胶。”如果这些气溶胶增长哪怕只是一点点，它们就能起到云凝结核的作用，这对云的形成至关重要。

在北极的夏季和秋季，气溶胶的浓度极低。Baccarini说:“新形成的气溶胶的贡献可能非常重要，在北极高纬度地区，即使气溶胶浓度的微小变化也可能对云的形成或改变云的辐射特性产生重大影响。”例如，与区域或远程运输相比，局部气溶胶过程对云的形成有多重要，目前仍不清楚。斯德哥尔摩大学助理教授保罗·齐格(Paul Zieger)补充说:“通过这次考察，我们可以调查形成云所需的气溶胶颗粒的确切来源。”齐格领导了2018年考察中气溶胶-云过程的研究项目。

碘酸在初秋出现

研究小组发现，在夏末和初秋之间，碘酸(一种以前在该地区未观察到的化合物)引发了新的气溶胶的形成。施迈勒说:“在夏末，北极的冰较少，有很多开阔的水域，那时碘酸的浓度非常低。”“到了8月底，气温下降，水开始重新结冰，这标志着所谓的冻结期的开始。这是当碘酸浓度急剧增加，导致频繁的新的气溶胶颗粒形成事件”。

该团队开发了一个简单的模型来解释大气中碘酸的变化，这在很大程度上取决于当地的气象条件。他们还能够描述从新粒子形成到云的整个过程，从最初产生粒子的气体分子到云凝结核的形成。施迈勒说:“在现实条件下观察和描述这一过程是一个极其难得的机会。”