微小气溶胶粒子或许能够增强热带对流云，但科学家们为此争论了几十年。气溶胶影响云滴的形成和增长，进而影响凝结和潜热的释放。

一种被称为“凝结气溶胶对流增强”的机制，依赖于云中发展出非常高的水汽过饱和度。当这些条件出现时，额外的气溶胶粒子可以形成新的云滴。这可以增加凝结，释放更多潜热，并可能加速云内上升气流。

飞机测量通常未检测到该过程所需的高准稳态过饱和度。然而，这并不意味着大气中从未出现过这样的条件。

许多之前的测量集中在不太可能产生极端过饱和的云环境中。这些包括相对污染的云、浅层暖云，以及在较深对流区域下方采样的云。在更高的高度，云滴碰撞、降水形成和更快的上升气流可以减少云滴的总表面积，从而使过饱和度得以积累。

发表在《大气科学进展》上的一项新研究，考察了NASA“云、气溶胶和季风过程菲律宾实验”期间收集的飞机观测数据。该活动于2019年在菲律宾及附近热带海洋上空进行。

来自中国、美国和以色列的研究人员利用上升气流速度和云滴尺寸分布的测量值，估算了准稳态过饱和度。该方法捕捉了空气上升时产生的水蒸气与凝结到云滴上而移除的水蒸气之间的平衡。

结果表明，热带对流云可以达到远高于先前飞机研究中用类似方法记录的过饱和度水平。

随着飞机在云层更高处采样，过饱和度增加，在约-5°C时达到约10%。在那个温度下，上升气流区域仍主要由过冷液滴组成。

估算的过饱和度在更冷的温度下继续上升。然而，冰开始在这些区域形成，使得仅基于液相进行的估算变得不那么确定。

最近发表的一项配套研究为这些发现提供了额外支持。研究人员利用ESCAPE飞机活动在德克萨斯州和路易斯安那州沿海收集的数据，独立检测到深对流上升气流中罕见但极端的准稳态过饱和度，约为11%。

这两项研究共同表明，高水汽过饱和度发生在凝结气溶胶对流增强最可能发生的云环境中。

最大的可靠值出现在上升气流强且云滴浓度相对较低的情况下。当云中含有更多云滴时，它们的总表面积增加。更多的水蒸气随后凝结到这些云滴上，从而降低了估算的过饱和度。

这些观测并不能证明气溶胶导致了所采样云层的增强。相反，它们表明凝结气溶胶增强所需的大气条件可以在真实的热带对流云中发展。

高过饱和度充当“燃料”，额外的细或超细气溶胶粒子可以利用它形成更多云滴。这些云滴可以增加凝结，释放额外的潜热，并可能增强云的上升气流。

核心发现不仅在于极端过饱和度的存在。科学家们还必须考察正确类型的云才能检测到它。

“之前的研究关注的是污染云或浅云——这些类型通常不会产生高过饱和度条件，因此它们没有看到该机制的作用也就不足为奇了。”耶路撒冷希伯来大学和武汉大学的丹尼尔·罗森菲尔德说。