Облаци над Бомбай
Ново проучване разкрива как замърсяването предизвиква бури, които ни оставят с по-дълготрайни, по-големи и по-плътни облаци. През ноември в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) бяха публикувани резултати, които разрешават дългогодишен дебат. Те разкриват как замърсяването влияе върху глобалното затопляне. Тази работа ще помогне за подобряване на точността на климатичните и метеорологичните модели.
Повечето изследователи смятаха, че замърсяването на въздуха причинява по-големи и по-дълготрайни буреносни облаци, като прави буреносните фронтове по-податливи на възходящи течения и произвежда вътрешна конвекция. Това проучване наблюдава, че замърсяването, като явление, наистина прави облаците да съществуват по-дълго, но по различен начин от смятаното преди: чрез намаляване на размера на ледените им частици и намаляване на общия размер на облака. Тази разлика пряко влияе върху начина, по който учените представят облаците в климатичните модели.
Това проучване съгласува нашите ежедневни наблюдения с тези, предсказани от компютърни модели. Наблюденията показват по-високи и по-големи облаци с форма на наковалня ( Комулонимбус ) в бурни системи, съдържащи замърсяване, но моделите не винаги показват по-силна конвекция; това проучване разкрива защо.
Тайният живот на облаците
Облаци на наковалня или Comulonimbus над замърсена зона
Моделите, които предсказват времето и климата, не възстановяват добре живота на буреносните облаци, тъй като ги представят с прости уравнения, които не успяват да дадат пълна картина. Тази лоша реконструкция създаде дилема за изследователите: „Замърсяването кара облаците на наковалнята да продължат по-дълго, отколкото в случай на чисто небе“, но защо?
Една от възможните причини се върти около аерозоли (малки частици от естествен или човешки произход), които служат като основа за образуването на капчици облак около тях. Замърсеното небе има много повече аерозоли (смог и мъгла) от чистото и това води до по-малко вода за всяка частица. Замърсяването произвежда повече капчици, но по-малки.
По-голям брой по-малки капчици променят характеристиките на облаците. От дълго време се смята, че по-големите и по-малки капчици започват верижна реакция, която води до по-големи, по-дълготрайни облаци, вместо да се утаяват. По-леките капки карат водата ви да се покачва чрез замръзване и това замръзване извлича топлината, която капките съдържат, и предизвиква температурна промяна, която генерира вътрешна конвекция. По-интензивната конвекция вдига повече водни капчици, като по този начин изгражда облака.
Но изследователите не винаги наблюдават по-интензивна конвекция, свързана с по-големи и по-трайни облаци в замърсена среда, което показва, че пропускаме нещо, което да вземем предвид.
За да разреши тази дилема, екипът, отговорен за това проучване, реши да сравни реалните летни бури с компютърно генерирани модели. Моделът включваше физическите свойства на облачните частици, както и способността да се наблюдава дали конвекцията става по-силна или по-мека. Симулациите в това проучване продължиха 6 месеца.
Конвенцията не е виновна.
Данните бяха събрани от три места с различна степен на замърсяване, влажност и вятър: тропиците в западната част на Тихия океан, югоизточния Китай и големите равнини на Оклахома. Данните са получени от системата за изследване на климата ARM на Министерството на енергетиката на САЩ (ARM).
Симулациите бяха извършени на суперкомпютъра Olympus от PNNL (Pacific Northwest National Laboratory). Тези симулации на месечни бури са много подобни на наблюдаваните в момента облаци, което определя, че моделите са пресъздали добре буреносните облаци.
Наблюдавайки тези модели беше установено, че във всички случаи замърсяването увеличава размера, дебелината и продължителността на облаците на наковалнята. Но само на две места (тропиците и Китай) се наблюдава по-интензивна конвекция. В Оклахома замърсяването доведе до по-нежна конвекция. Това несъответствие с това, което се смяташе досега, предполага, че причината не е интензивна конвекция.
Като разгледа по-подробно свойствата на водните капчици и ледените кристали в облаците, изследователският екип стигна до заключението, че замърсяването води до по-малки капки и ледени кристали, независимо от местоположението им.
Също така при ясно небе ледените частици са по-тежки и се утаяват по-бързо от облаците на наковалнята, което ги кара да се разсейват бързо. В замърсеното небе ледените кристали бяха по-малки и твърде леки, за да се утаяват, като по този начин създаваха по-големи и по-трайни облаци.
Принос за глобалното затопляне.
От друга страна, екипът оцени как буреносни облаци допринасят за затоплянето или охлаждането. Тези облаци охлаждат Земята през деня със сенките си, но задържат топлината като одеяло през нощта, което води до по-топли нощи.
Вземайки предвид ефектите от замърсяването върху буреносните облаци, ние разбираме, че те могат да повлияят на количеството окончателно затопляне, предвидено за земята през следващите десетилетия. По-точното представяне на облаците в климатичните модели е ключът към подобряването на точността на прогнозите за изменението на климата.
Повече информация: Купесто-дъждовни облаци , Важни открития за атмосферните частици в градовете , Светкавиците се усилват с глобалното затопляне
Източник: PNAS