ボンバイの雲
新しい研究は、汚染がどのように嵐を生み出し、それが私たちに長続きし、より大きく、より密度の高い雲を残すかを明らかにしています。 XNUMX月の間に 国立科学アカデミー（PNAS）の議事録、長い議論を締めくくるいくつかの結果を発表しました。 それらは、汚染が地球温暖化にどのように影響するかを明らかにします。 この作業は、気象および気候モデルの精度を向上させるのに役立ちます。
ほとんどの研究者は 大気汚染 ストームフロントを空気流の影響を受けやすくし、内部対流を生成することにより、より大きく、より長く続くストームクラウドを引き起こします。 この研究で、彼は、現象として、汚染が雲をより耐久性のあるものにするが、以前に考えられていたのとは異なる方法で、氷粒子のサイズの減少と雲の合計サイズの減少によって観察した。 この違いは、科学者が気候モデルで雲を表現する方法に直接影響します。
この研究は、私たちが日常的に見ているものと、コンピューターモデルに示されているものとを調和させています。 観察はアンビル形の雲を示しています（コムロニンバス）汚染を含むストームシステムではますます大きくなりますが、この研究のおかげで、モデルは常に強い対流を示すとは限りません。その理由がわかります。
雲の秘密の生活
汚染された地域のアンビルまたはコムロニンバスの雲
天気と気候を予測するモデルは、嵐の雲の生活をうまく再構築しません。なぜなら、それらは全体的なビジョンを持たない単純な方程式でそれらを表すからです。 この貧弱な再建は研究者にジレンマを生み出しました：「汚染は晴天の場合よりもアンビル雲を長持ちさせる」、しかしなぜですか？
考えられる理由のXNUMXつは、エアロゾル（天然または人間由来の小さな粒子）を中心に展開します。エアロゾルは、雲の液滴が周囲に形成される基礎として機能します。 汚染された空には、きれいな空よりもはるかに多くのエアロゾル（スモークとヘイズ）があり、これは各粒子の水分が少ないことを意味します。 汚染はより多くの液滴を生成しますが、より小さくなります。
小さな液滴の数が多いほど、雲の特性が変化します。 ますます大きな液滴が連鎖反応を開始し、沈殿する代わりに、より大きく、より長く続く雲につながると長い間考えられてきました。 軽い滴は凍結によって水を上昇させ、この凍結は滴に含まれる熱を抽出し、内部対流を生成する温度変化を生成します。 より強い対流はより多くの水滴を発生させ、それにより雲を構築します。
しかし、研究者は、汚染された環境でより大きく、より耐久性のある雲に関連するより強い対流を常に観察するとは限りません。これは、考慮すべき何かが欠けていることを示しています。
このジレンマを解決するために、この研究を担当するチームは、実際の夏の嵐をコンピューターで生成されたモデルと比較することにしました。 モデルには、雲の粒子の物理的特性と、対流が強くなるか柔らかくなるかを観察する機能が含まれていました。 この研究のシミュレーションは6か月に及びました。
対流は原因ではありません.
データは、汚染、湿度、風の程度が異なるXNUMXつの場所、西太平洋熱帯、中国南東部、オクラホマの大平原から収集されました。 データは、DOE（米国エネルギー省）のARM Climate ResearchSystemから入手しました。
シミュレーションは、PNNL（Pacific Northwest NationalLaboratory）のOlympusスーパーコンピューターで実行されました。 XNUMXか月の嵐のこれらのシミュレーションは、現在観測されている雲と非常によく似ており、モデルが嵐の雲をうまく再現していることを確認しています。
これらのモデルを観察すると、すべての場合において、汚染によってアンビル雲のサイズ、厚さ、および持続時間が増加することがわかりました。 しかし、XNUMXつの場所（熱帯と中国）でのみ、より強い対流が観察されます。 オクラホマでは、汚染が穏やかな対流につながりました。 これまで考えられてきたこととのこの矛盾は、理由が激しい対流ではないことを示唆しています。
研究チームは、雲の中の水滴と氷の結晶の特性をより詳細に検討することにより、場所に関係なく、汚染によって小さな滴と氷の結晶が生成されたと結論付けました。
また、晴天では、氷の粒子はより重く、アンビルの雲からより速く沈殿するため、急速に消散します。 汚染された空では、氷の結晶は小さく、軽くて沈殿できないため、より大きく、より耐久性のある雲が作成されました。
地球温暖化への貢献。
一方、チームは嵐の雲がどのように貢献するかを推定しました 加熱 または冷却。 これらの雲は、日中は影で地球を冷やしますが、夜は毛布のように熱を閉じ込め、夜を暖かくします。
嵐の雲に対する汚染の影響を考慮すると、今後数十年で地球に予測される決定的な温暖化の量に影響を与える可能性があることを理解しています。 気候モデルで雲をより正確に表現することは、気候変動予測の精度を向上させるための鍵です。
詳しくは： クムロニンバス, 都市の大気粒子に関する重要な発見, 稲妻は地球温暖化とともに強くなる
出典 PNAS