Oblaci iznad Bombaija
Nova studija otkriva kako onečišćenje stvara oluje koje nam ostavljaju dugotrajnije, veće i gušće oblake. Tijekom mjeseca studenog Zbornik Nacionalne akademije znanosti (PNAS), objavio je neke rezultate koji završavaju dugu raspravu. Otkrivaju kako zagađenje utječe na globalno zagrijavanje. Ovaj će rad pomoći poboljšati točnost vremenskih i klimatskih modela.
Većina istraživača je to mislila zagađenje atmosfere uzrokuje veće, dugotrajnije olujne oblake čineći olujne fronte osjetljivijima na zračne struje i stvarajući unutarnju konvekciju. U ovom je istraživanju primijetio da onečišćenje kao pojava čini oblake trajnijima, ali na drugačiji način nego što se prije mislilo, smanjenjem veličine njihovih ledenih čestica i smanjenjem ukupne veličine oblaka. Ova razlika izravno utječe na način na koji znanstvenici predstavljaju oblake u klimatskim modelima.
Ova studija usklađuje ono što svakodnevno vidimo s onim što je naznačeno u računalnim modelima. Promatranja pokazuju oblake u obliku nakovnja (Komulonimbus) veći i veći u olujnim sustavima koji sadrže onečišćenje, ali modeli ne pokazuju uvijek jaču konvekciju, zahvaljujući ovoj studiji vidimo zašto.
Tajni život oblaka
Oblaci nakovnja ili Comulonimbusa nad zagađenim područjem
Modeli koji predviđaju vrijeme i klimu ne rekonstruiraju dobro život olujnih oblaka, jer ih predstavljaju jednostavnim jednadžbama koje nemaju potpunu viziju. Ova loša rekonstrukcija stvorila je dilemu za istraživače: "Zagađenje uzrokuje da oblaci nakovnja traju duže nego u slučaju vedrog neba", ali zašto?
Jedan od mogućih razloga vrti se oko aerosola (malih čestica prirodnog ili ljudskog podrijetla) koji služe kao osnova za stvaranje kapljica oblaka oko njih. Zagađeno nebo ima puno više aerosola (smog i izmaglica) od čistog, što znači manje vode za svaku česticu. Zagađenje stvara više kapljica, ali manje.
Veći broj manjih kapljica mijenja karakteristike oblaka. Dugo se mislilo da sve veće i manje kapljice započinju lančanu reakciju koja dovodi do većih, dugotrajnijih oblaka, umjesto da se talože. Lakše kapi uzrokuju da vam voda raste smrzavanjem i to smrzavanje izvlači toplinu koju sadrže kapi i stvara temperaturnu promjenu koja generira unutarnju konvekciju. Intenzivnija konvekcija čini da se više kapi vode diže, stvarajući tako oblak.
No, istraživači ne primjećuju uvijek intenzivniju konvekciju povezanu s većim i trajnijim oblacima u zagađenom okolišu, što ukazuje da nam je nedostajalo nešto što bismo trebali uzeti u obzir.
Kako bi riješio ovu dilemu, tim odgovoran za ovo istraživanje odlučio je usporediti stvarne ljetne oluje s računalno generiranim modelima. Model je uključivao fizička svojstva čestica oblaka, kao i sposobnost promatranja postaje li konvekcija jača ili mekša. Simulacije u ovoj studiji trajale su 6 mjeseci.
Konvekcija nije krivac.
Podaci su prikupljeni na tri mjesta s različitim stupnjevima onečišćenja, vlažnosti i vjetra: zapadni pacifički tropi, jugoistočna Kina i velike ravnice Oklahome. Podaci su dobiveni iz DOE-ovog (američkog Ministarstva energetike) sustava klimatskih istraživanja ARM.
Simulacije su izvedene na Olympusovom superračunalu iz PNNL-a (Pacific Northwest National Laboratory). Ove simulacije oluja od mjesec dana vrlo su slične oblacima koji se trenutno promatraju, utvrđujući da su modeli dobro stvorili olujne oblake.
Promatrajući ove modele utvrđeno je da u svim slučajevima onečišćenje povećava veličinu, debljinu i trajanje oblaka nakovnja. Ali samo na dva mjesta (u tropskim krajevima i u Kini) uočava se intenzivnija konvekcija. U Oklahomi je onečišćenje dovelo do nježnije konvekcije. Ova neusklađenost s onim što se do sada mislilo sugerira da razlog nije intenzivna konvekcija.
Pregledom detaljnijih svojstava kapljica vode i kristala leda unutar oblaka, istraživački tim zaključio je da onečišćenje stvara manje kapljice i kristale leda, bez obzira na njihovo mjesto.
Također, na vedrom nebu, čestice leda su teže i brže se talože iz oblaka nakovnja, zbog čega se brzo rasipaju. Na zagađenom nebu kristalići leda bili su manji i presvijetli da bi se taložili, stvarajući tako veće i trajnije oblake.
Doprinos globalnom zagrijavanju.
S druge strane, tim je procijenio kako olujni oblaci doprinose calentamiento ili hlađenje. Ovi oblaci danju hlade Zemlju svojim sjenama, ali noću zarobljavaju poput pokrivača, čineći noći toplijim.
Uzimajući u obzir učinke onečišćenja na olujne oblake, razumijemo da bi oni mogli utjecati na količinu konačnog zagrijavanja predviđenog za zemlju u narednim desetljećima. Izrada preciznijih prikaza oblaka u klimatskim modelima ključ je poboljšanja točnosti predviđanja klimatskih promjena.
Više informacija: Kumulonimbus, Važna otkrića o atmosferskim česticama u gradovima, Munja jača s globalnim zagrijavanjem
izvor: PNAS