Felhők Bombai felett
Egy új tanulmány feltárja, hogy a szennyezés hogyan hoz olyan viharokat, amelyek hosszabb ideig tartó, nagyobb és sűrűbb felhőket eredményeznek bennünk. November hónap folyamán a A Nemzeti Tudományos Akadémia (PNAS) közleményeiközzétett néhány eredményt, amelyek hosszú vitát zártak le. Feltárják, hogy a szennyezés hogyan befolyásolja a globális felmelegedést. Ez a munka elősegíti az időjárási és éghajlati modellek pontosságának javítását.
A legtöbb kutató úgy gondolta légköri szennyezés nagyobb, hosszabb ideig tartó viharfelhőket okoz azáltal, hogy a vihar frontjai hajlamosabbak a huzatra, és belső konvekciót okoznak. Ebben a tanulmányban megfigyelte, hogy a szennyezés mint jelenség tartósabbá teszi a felhőket, de a korábban gondoltaktól eltérő módon a jégrészecskék méretének csökkenésével és a felhő teljes méretének csökkenésével. Ez a különbség közvetlenül befolyásolja azt, ahogyan a tudósok a felhőket képviselik az éghajlati modellekben.
Ez a tanulmány összehangolja a mindennapokban látottakat a számítógépes modellekben jelzettekkel. A megfigyelések üllő alakú felhőket mutatnak (columonimbus) magasabb és nagyobb a szennyezést tartalmazó viharrendszerekben, de a modellek nem mindig mutatnak erősebb konvekciót, ennek a tanulmánynak köszönhetően látjuk, hogy miért.
A felhők titkos élete
Üllő vagy Comulonimbus felhők a szennyezett területen
Az időjárást és az éghajlatot előrejelző modellek nem rekonstruálják jól a viharfelhők életét, mivel egyszerű egyenletekkel reprezentálják őket, amelyeknek nincs teljes látásuk. Ez a gyenge rekonstrukció dilemmát vetett fel a kutatók számára: "A szennyezés miatt az üllőfelhők tovább tartanak, mint a tiszta égbolt esetén", de miért?
Az egyik lehetséges ok az aeroszolok körül mozog (természetes vagy emberi eredetű apró részecskék), amelyek alapul szolgálnak a felhőcseppek kialakulásához körülöttük. A szennyezett égboltban sokkal több aeroszol van (szmogban és ködben), mint egy tiszta, és ez kevesebb részvizet jelent minden részecskénél. A szennyezés több cseppet eredményez, de kisebb.
Nagyobb számú kisebb csepp megváltoztatja a felhők jellemzőit. Régóta gondolták, hogy a kisebb és nagyobb cseppek láncreakciót indítanak, amely csapadék helyett nagyobb, hosszabb ideig tartó felhőkhöz vezet. A könnyebb cseppek fagyás hatására megemelkednek a vízben, és ez a fagyás kivonja a cseppekben lévő hőt, és olyan hőmérséklet-változást eredményez, amely belső konvekciót generál. Az intenzívebb konvekció hatására több vízcsepp emelkedik, így épül fel a felhő.
De a kutatók nem mindig figyelnek intenzívebb konvekciót a nagyobb és tartósabb felhőkhöz kapcsolódóan szennyezett környezetben, ami azt jelzi, hogy hiányzott valami, amit figyelembe kellene venni.
Ennek a dilemmának a megoldása érdekében a tanulmányért felelős csapat úgy döntött, hogy összehasonlítja a tényleges nyári viharokat a számítógép által generált modellekkel. A modell magában foglalta a felhőrészecskék fizikai tulajdonságait, valamint annak megfigyelését, hogy a konvekció erősebbé vagy lágyabbá válik-e. A tanulmány szimulációi 6 hónapig tartottak.
A konvekció nem a tettes.
Adatokat gyűjtöttünk három, különböző mértékű szennyezéssel, páratartalommal és széllel rendelkező helyről: a csendes-óceáni nyugati trópusokról, Délkelet-Kínáról és Oklahoma nagy síkságáról. Az adatokat a DOE (US Department of Energy) ARM Climate Research System-től szereztük be.
A szimulációkat az Olympus szuperszámítógépén hajtották végre a PNNL-től (Pacific Northwest National Laboratory). Ezek a havi viharok szimulációi nagyon hasonlítanak a jelenleg megfigyelt felhőkre, meghatározva, hogy a modellek jól újrateremtették a viharfelhőket.
Ezeket a modelleket megfigyelve kiderült, hogy a szennyezés minden esetben növeli az üllőfelhők méretét, vastagságát és időtartamát. De csak két helyen (a trópusokon és Kínában) figyelhető meg intenzívebb konvekció. Oklahomában a szennyezés enyhébb konvekcióhoz vezetett. Ez az ellentmondás az eddig gondoltakkal arra utal, hogy az ok nem az intenzív konvekció.
A felhőkben lévő vízcseppek és jégkristályok tulajdonságainak részletesebb áttekintésével a kutatócsoport arra a következtetésre jutott, hogy a szennyezés kisebb cseppeket és jégkristályokat eredményezett, azok helyétől függetlenül.
Szintén tiszta égbolton a jégrészecskék nehezebbek és az üllőfelhőkből gyorsabban csapódnak le, ami gyorsan eloszlik. A szennyezett égbolton a jégkristályok kisebbek és túl könnyűek voltak a kicsapódáshoz, így nagyobb és tartósabb felhőket hoztak létre.
Hozzájárulás a globális felmelegedéshez.
Másrészt a csapat megbecsülte, hogy a viharfelhők hogyan járulnak hozzá a fűtés vagy hűtés. Ezek a felhők napközben az árnyékaikkal lehűtik a Földet, de éjszakánként takaróként csapdába ejtik a hőt, így az éjszakák melegebbé válnak.
Figyelembe véve a szennyezés viharfelhőkre gyakorolt hatását, megértjük, hogy ezek hatással lehetnek a következő évtizedekben a földre jósolt végleges felmelegedés mértékére. A felhők pontosabb ábrázolása az éghajlati modellekben kulcsfontosságú az éghajlatváltozásra vonatkozó előrejelzések pontosságának javításához.
Több információ: A Cumulonimbus, Fontos megállapítások a légköri részecskékről a városokban, A villámok a globális felmelegedéssel erősödnek
forrás: PNAS