Наземни и сателитни наблюдения в Съединените щати показват, че повишените нива на полени през пролетта допринасят за увеличаване на ледените облаци и валежите, дори в температурния диапазон от -15 до -25 градуса по Целзий. Може ли полените да повлияят на образуването на облаци?
В тази статия ще ви разкажем Как прашецът влияе върху образуването на облаци и моделите на валежите.
Прашец и глазура
Според д-р Ян Крецшмар, водещ автор на изследването, „лабораторните резултати показват, че поленът действа като ледено ядро, влияейки върху температурата на замръзване на водата в облаците и улеснявайки валежите“. При отсъствието на тези ледени нуклеиращи частици (INP), облачната вода замръзва само при температури под -38 градуса по Целзий. Резултатите от това изследване са публикувани в Environmental Research Letters.
„В проекта Breathing Nature Cluster of Excellence повдигнахме въпроса дали този ефект може да бъде наблюдаван извън границите на лабораторията и проучихме въздействието на изменението на климата и загубата на биоразнообразие върху него“, казва съавторът професор Йоханес Куас, който работи като професор по теоретична метеорология в Лайпциг и е говорител на консорциума Breathing Nature.
Значението на прашеца при образуването на облаци
Ако вземем предвид глобалния контекст, влиянието на полените върху образуването на лед е сравнително незначително в сравнение с това на праха, например. Влиянието му обаче е значително както регионално, така и сезонно. Особено през пролетта значителни количества полени се отделят в атмосферата, достигайки слоевете студен въздух.
Kretzschmar обяснява, че поради размера си, Прашецът има кратко присъствие в атмосферата. „Нашето изследване подчертава значението на по-малките поленови фрагменти, които се генерират, когато поленът се разпада при влажни условия. „Тези малки частици се задържат във въздуха за дълъг период от време и, когато присъстват в адекватни количества, могат да проникнат в по-студените слоеве на атмосферата, като по този начин инициират образуването на лед.“
Изменението на климата изостря въздействието на полените
Предизвиканото от човека изменение на климата променя началото на поленовия сезон, като удължава продължителността му и увеличава концентрациите на полени в атмосферата. Очаква се тези модели да станат по-изразени с напредването на века, което вероятно ще доведе до увеличаване както на честотата, така и на интензивността на локализираните валежи.
Друг аспект на изследването се отнася до значението на биоразнообразието. Множество растителни видове излъчват значителни количества цветен прашец едновременно всяка пролет, влияейки върху образуването на облаци и концентрацията на ледени частици в атмосферата. От съществено значение е да продължим да изследваме тези взаимодействия подобряване на разбирането за ролята на цветния прашец в еволюцията на климата и интегрирането му в предстоящите климатични модели.
Kretzschmar казва: "Ако точно симулираме въздействието на цветния прашец и неговите взаимодействия с климата, можем да подобрим точността на нашите прогнози." Изследването е проведено в сътрудничество с Института по метеорология на университета в Лайпциг, Института за тропосферни изследвания Лайбниц (TROPOS), Германския център за интегрирани изследвания на биоразнообразието (iDiv) Хале-Йена-Лайпциг и Института Макс Планк по биогеохимия .
Кондензационни ядра
Въпреки че прашецът обикновено се свързва с процесите на опрашване на растенията и алергичните реакции, той също играе важна роля в образуването на облаци. Поленови зърна, заедно с техните съставни частици (известни като поленови субчастици или SPP), Те могат да функционират като кондензационни ядра, служещи като основа за развитието на ледени или перести облаци., които са съставени от кристализирала вода.
Изследователски екип на Тексаския университет A&M, състоящ се от Бриана Матюс, Алиса Алсанте и Сара Брукс, изследва влиянието на вариациите на влажността върху полените и емисиите на поленови частици от райграс (Lolium sp.) и амброзия (Ambrosia trifida). В допълнение, групата изследва ролята на тези частици в образуването на облаци. Резултатите от изследването им са публикувани в Journal of Earth and Space Chemistry на Американското химическо дружество.
Дали полените допринасят за изменението на климата?
Продължаващото изменение на климата, следствие от човешките действия, причинява повишаване на средните глобални температури, което от своя страна удължава продължителността на отделянето на полени. При излагане на влага във въздуха, Поленовите зърна могат да се разпаднат на малки поленови частици, по-малки от един микрон.
Както поленовите зърна, така и частиците имат способността да се натрупват и да предизвикват образуването на ядра на капчици в атмосферата. Това явление води до създаването на множество облаци, които поддържат или запазват водните си запаси. Въпреки че това задържане на вода може да бъде полезно чрез отразяване на слънчевата радиация обратно в космоса, като по този начин допринася за охлаждането на Земята, също така има потенциала да улавя и преотдава топлина, излъчвана от земната повърхност.
Това явление е част от полезна система за обратна връзка, известна като обратна връзка облак-парник, която допринася за засилване на глобалното затопляне.
Поленов анализ и климатично моделиране
За да разберат въздействието на влажността и вятъра върху полените, изследователите събраха проби от полени от райграс и амброзия, като ги изложиха на различна степен на влажност на въздуха и кратки изблици на вятър в напълно оборудвана камера. Тази симулация е проектирана да възпроизвежда условия, които се срещат в естествената среда.
Изследователският екип оцени броя на SPP, свързани с всяко поленово зърно, и техните възможности за нуклеация. Неочаквано изчислените SPP за тези растения бяха значително по-ниски от показаните предишни експерименти; конкретно, измерванията се оказват между 10 и 100 пъти по-големи. Това несъответствие в експерименталните резултати може да се дължи на предишното използване на по-малко прецизни техники за разпръскване на полени и генериране на SPP.
Изследователите открили, че целите поленови зърна, а не твърдите поленови частици, са по-ефективни за улесняване на образуването на облак. Ревизираните параметри, заедно с количествата емитирани частици и поленови зърна, Те имат потенциала да подобрят точността на климатичните модели.
