Debesys virš Bombų
Naujas tyrimas atskleidžia, kaip tarša sukelia audras, dėl kurių debesys būna ilgesni, didesni ir tankesni. Lapkričio mėn Nacionalinės mokslų akademijos (PNAS) darbai, paskelbė keletą rezultatų, užbaigiančių ilgas diskusijas. Jie atskleidžia, kaip tarša veikia visuotinį atšilimą. Šis darbas padės pagerinti oro ir klimato modelių tikslumą.
Dauguma tyrinėtojų manė atmosferos tarša tai sukelia didesnius, ilgiau trunkančius audros debesis, padarydami audros frontus jautresnius skersvėjui ir sukeldami vidinę konvekciją. Šiame tyrime jis pastebėjo, kad tarša, kaip reiškinys, padaro debesis patvaresnius, tačiau kitaip nei manyta anksčiau - sumažėjus jų ledo dalelių dydžiui ir sumažėjus bendram debesies dydžiui. Šis skirtumas tiesiogiai veikia tai, kaip mokslininkai vaizduoja debesis klimato modeliuose.
Šis tyrimas suderina tai, ką matome kasdien, su tuo, kas nurodyta kompiuteriniuose modeliuose. Stebėjimų metu matyti priekalo formos debesys (columonimbus) didesnė ir didesnė audros sistemose, kuriose yra taršos, tačiau modeliai ne visada rodo stipresnę konvekciją, dėka šio tyrimo matome, kodėl.
Slaptas debesų gyvenimas
Užteršto ploto priekalo arba Comulonimbus debesys
Orus ir klimatą prognozuojantys modeliai audrų debesų gyvenimą gerai neatkuria, nes juos vaizduoja paprastomis lygtimis, kurios nesudaro pilno vaizdo. Ši prasta rekonstrukcija tyrėjams sukėlė dilemą: „Dėl taršos priekalo debesys tęsiasi ilgiau nei giedro dangaus atveju“, bet kodėl?
Viena iš galimų priežasčių sukasi apie aerozolius (mažas natūralios ar žmogaus kilmės daleles), kurie yra pagrindas, kad aplink juos susidarytų debesų lašeliai. Užterštame danguje yra daug daugiau aerozolių (smogo ir miglos) nei švariame, todėl kiekvienai dalelei tenka mažiau vandens. Užterštumas sukuria daugiau lašelių, tačiau mažesnis.
Didesnis mažesnių lašelių skaičius keičia debesų savybes. Jau seniai manyta, kad didesni ir mažesni lašeliai pradeda grandininę reakciją, kuri vietoj kritulių sukelia didesnius, ilgiau trunkančius debesis. Dėl lengvesnių lašų užšaldant jūsų vanduo pakils, o šis užšalimas ištraukia lašuose esančią šilumą ir sukelia temperatūros pokyčius, kurie sukuria vidinę konvekciją. Dėl intensyvesnės konvekcijos pakyla daugiau vandens lašų ir taip susidaro debesis.
Tačiau tyrėjai ne visada stebi intensyvesnę konvekciją, susijusią su didesniais ir patvaresniais debesimis užterštoje aplinkoje, o tai rodo, kad mums trūko į ką atsižvelgti.
Norėdami išspręsti šią dilemą, už šį tyrimą atsakinga komanda nusprendė palyginti faktines vasaros audras su kompiuterių sukurtais modeliais. Modelis apėmė debesų dalelių fizines savybes, taip pat galimybę stebėti, ar konvekcija tampa stipresnė, ar minkštesnė. Šio tyrimo modeliavimas truko 6 mėnesius.
Konvekcija nėra kaltininkas.
Duomenys buvo renkami iš trijų vietų, kuriose buvo įvairaus lygio tarša, drėgmė ir vėjas: vakarinės Ramiojo vandenyno atogrąžos, pietryčių Kinija ir Oklahomos didžiosios lygumos. Duomenys gauti iš DOE (JAV Energetikos departamento) ARM klimato tyrimų sistemos.
Modeliavimas buvo atliktas „Olympus“ superkompiuteriu iš PNNL (Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinė laboratorija). Šie mėnesio audrų modeliavimai yra labai panašūs į šiuo metu stebimus debesis, nustatant, kad modeliai audrų debesis atkūrė gerai.
Stebint šiuos modelius nustatyta, kad visais atvejais tarša padidina priekinių debesų dydį, storį ir trukmę. Tačiau tik dviejose vietose (tropikuose ir Kinijoje) pastebima intensyvesnė konvekcija. Oklahomoje tarša sukėlė švelnesnę konvekciją. Šis nesuderinamumas su tuo, kas iki šiol buvo manoma, rodo, kad priežastis nėra intensyvi konvekcija.
Išsamiau išnagrinėjusi vandens lašelių ir ledo kristalų savybes debesyse, mokslininkų grupė padarė išvadą, kad dėl taršos susidarė mažesni lašai ir ledo kristalai, neatsižvelgiant į jų vietą.
Taip pat giedru dangumi ledo dalelės yra sunkesnės ir greičiau iškrinta iš priekinių debesų, todėl jos greitai išsisklaido. Užterštame danguje ledo kristalai buvo mažesni ir per lengvi, kad iškristų, todėl susidarė didesni ir patvaresni debesys.
Indėlis į visuotinį atšilimą.
Kita vertus, komanda įvertino, kaip audros debesys prisideda prie apšilimas arba aušinimas. Šie debesys dieną atvėsina Žemę savo šešėliais, tačiau naktį sulaiko šilumą kaip antklodė, todėl naktys tampa šiltesnės.
Atsižvelgdami į taršos poveikį audros debesims, suprantame, kad jie gali turėti įtakos galutiniam atšilimui, kuris numatomas žemei per ateinančius dešimtmečius. Tikslesnis debesų atvaizdavimas klimato modeliuose yra raktas į klimato kaitos prognozių tikslumo pagerinimą.
Daugiau informacijos: Cumulonimbus, Svarbios išvados apie atmosferos daleles miestuose, Žaibai sustiprėja dėl visuotinio atšilimo
Fuente: PNAS