鑽石塵

指低空大氣中的水蒸氣在低溫時直接凝華成微小塊冰晶漂浮在空中，一般肉眼難以見到，是由於對陽光照射的反射才能形成鑽石般的璀璨奪目。此種現象天然形成的必要條件：一、空氣濕度較大；二、空氣溫度較低；三、早晚溫差明顯。黎明前全天溫度最低是鑽石塵冰晶顆粒相對較大出現最多的時候，但是隨著太陽升起，華麗一過，冰晶顆粒很快就會被氣化。在冬天溫度很低，空氣濕度很大時，空氣中水汽就會凝結成冰晶，漂浮在空氣中或是以輕雪形式緩緩降落，其中的冰晶質量往往非常好，能夠形成最為壯觀的冰暈秀。鑽石塵一般會在冷高壓中心地區下降氣流把高空的濕氣帶到地表時，附近有人造水汽源時，以及中高緯度山區中出現。對中國而言，黑龍江，內蒙北部，吉林長白山區可能有機會看到。下面這個表是在各個溫度條件下形成鑽石塵所需的空氣濕度，上述所列地區可以在冬天時結合本網站提供的晴天時鐘尋找觀測機會：空氣溫度（攝氏度） : 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 所需空氣濕度: 100 95 91 86 82 78 74 珍貴的物證：“鑽石塵”南極崑崙站遍地瓊花。在這裡，雪不是一粒粒、一片片地從空中飄落，而是在空氣中凝華而成，形成松枝般的結晶。這種獨特的降水方式被賦予了一個極富詩意的名字——“鑽石塵”。對於攝影愛好者來說，這是視覺的盛宴。但對於從事氣象研究項目的考察隊員來說，則是研究大氣化學和全球水循環規律的珍貴物證。

來自中國科學院寒區旱區環境與工程研究所的柳景峰博士告訴記者，在當前全球氣候變暖的背景下，極地冰蓋的變化尤為引人注目。從氣候學與大氣物理學的角度看，極地冰蓋的變化實際是全球水循環中特定環節的調整或突變，當變化超過某個極限時，便會對全球氣候系統產生直接或間接的連鎖影響，比如海平面升降、地表對陽光反照率的增減、海水鹽度及海水運動的變化等，進而引起海洋生態、降水以及氣溫等方面的變化，對人類社會產生深遠影響。

柳景峰介紹說，全球水循環是全球氣候變化的主導因素之一。海洋蒸發的水汽隨大氣環流轉移到不同地區，形成降水。水汽中所含的穩定同位素（主要是氫、氧同位素）是重要的氣候信息。中國南極崑崙站所在的冰穹A地區位於南極冰蓋的最高點，距離印度洋、太平洋、大西洋的距離基本相等，為地球表面年均氣溫最低的區域之一，其雪積累率為南極冰蓋最低，在整個氣候系統中具有典型的代表意義，受到全球科學家的普通關注。

為了加深對全球水循環的認識，中國第28次南極科學考察內陸考察安排了監測冰穹A冰蓋表面大氣水汽同位素的科考項目，其主要目的是為了針對冰穹A獨特的地理和氣象條件，探索高緯度水汽沉降的物理機制和全球範圍水汽傳輸過程。

當其他隊員捧著相機陶醉於晶瑩的“鑽石塵”的時候，柳景峰則架起了儀器，開始觀測冰穹A上空大氣水汽穩定同位素的含量，並開始採集雪樣。他告訴記者，在空氣中直接凝華而成的雪花能夠更加準確地反映水汽中穩定同位素的含量。通過此項研究，結合氣象和雪冰特徵，可以進一步探索水循環中水—氣—冰三相變化的過程，了解冰蓋水體循環過程中伴隨的大氣物理特徵，並為傳統的冰芯反演氣候變化提供必要的參考和解釋。

1981年，一些研究隕石的科學家刨開了一顆墜落在南極洲的鐵隕石。在這顆隕石里，他們驚訝的發現了細小鑽石的存在。因為這些鑽石只有一到十納米大小，肉眼根本看不到，所以它們被稱之為“鑽石塵埃”或者“納米鑽石”。科學家猜測，這些鑽石產生於小行星帶外的一次災難性撞擊。後來1987年發現的另外一顆隕石上也發現了類似的鑽石塵埃。而這次不同的是，在這些微小的晶體中還發現了地球上不存在一種同位素混合的惰性氣體。這表明，它的源頭很可能來自太陽系之外。

在這些外太空來客里，有一部分已經被確定形成於太陽系形成之前，它們被稱為前太陽鑽石(presolar diamond) 。前太陽鑽石的形成至今沒有定論。它可能有多種來源，研究者也做了大量的模型來試圖模擬前太陽鑽石的形成。比如有人認為它們源於超新星爆發，有人認為是從富 碳巨星(C rich giant)而來，有人則認為它們來自宇宙中的氣相沉積(vapor deposition)，還有人認為他們是雙星系統中的白矮星從富碳伴星吸收了物質之後爆發成超新星的產物。

後來，美國的一些科學家用哈勃太空望遠鏡和來自國際紫外線探索衛星的數據來研究一些藏在太空塵雲後面的星星的 時候，發現得到的紫外線光譜和隕石中的鑽石塵埃的幾乎完全一致。通過反覆的測量，他們得出結論，太空中的塵雲里就含有大量的鑽石塵埃。由於鑽石塵埃在形成 以後會很難分解破壞，它們在太空里會慢慢積累起來。他們推測整個銀河系有10^35噸的鑽石塵埃，比整個太陽系的質量還要重得多。