Mākoņi virs Bombai
Jauns pētījums atklāj, kā piesārņojums rada vētras, kas atstāj mūs ar ilgstošākiem, lielākiem un blīvākiem mākoņiem. Novembra mēnesī Nacionālās Zinātņu akadēmijas (PNAS) raksti, publicēja dažus rezultātus, kas noslēdz garas debates. Tie atklāj, kā piesārņojums ietekmē globālo sasilšanu. Šis darbs palīdzēs uzlabot laika un klimata modeļu precizitāti.
Lielākā daļa pētnieku to domāja atmosfēras piesārņojums izraisa lielākus, ilgstošus negaisa mākoņus, padarot vētras frontes uzņēmīgākas pret gaisa straumēm un izraisot iekšēju konvekciju. Šajā pētījumā viņš novēroja, ka piesārņojums kā parādība padara mākoņus izturīgākus, bet atšķirīgā veidā, nekā tika domāts iepriekš, samazinoties to ledus daļiņu izmēram un samazinoties kopējam mākoņa izmēram. Šī atšķirība tieši ietekmē veidu, kā zinātnieki attēlo mākoņus klimata modeļos.
Šis pētījums saskaņo to, ko mēs ikdienā redzam, ar datoru modeļos norādīto. Novērojumi rāda laktas formas mākoņus (columonimbus) lielāks un lielāks vētru sistēmās, kurās ir piesārņojums, taču modeļi ne vienmēr parāda spēcīgāku konvekciju, pateicoties šim pētījumam, mēs redzam, kāpēc.
Mākoņu slepenā dzīve
Anvil vai Comulonimbus mākoņi virs piesārņotas vietas
Modeļi, kas paredz laika apstākļus un klimatu, negatīvi rekonstruē vētras mākoņu dzīvi, jo tie tos attēlo ar vienkāršiem vienādojumiem, kuriem nav pilnīga redzējuma. Šī sliktā rekonstrukcija radīja dilemmu pētniekiem: "Piesārņojuma dēļ laku mākoņi ilgst ilgāk nekā skaidru debesu gadījumā", bet kāpēc?
Viens no iespējamajiem iemesliem ir ap aerosoliem (mazām dabiskas vai cilvēka izcelsmes daļiņām), kas kalpo par pamatu mākoņu pilienu veidošanai ap tiem. Piesārņotajās debesīs ir daudz vairāk aerosolu (smoga un dūmaka) nekā tīrā, un tas nozīmē, ka katrai daļiņai ir mazāk ūdens. Piesārņojums rada vairāk pilienu, bet mazāk.
Lielāks skaits mazāku pilienu maina mākoņu īpašības. Jau sen tiek uzskatīts, ka lielāki un mazāki pilieni sāk ķēdes reakciju, kas nokrišņu vietā noved pie lielākiem, ilgstošākiem mākoņiem. Vieglāki pilieni, sasalstot, paaugstina jūsu ūdeni, un šī sasalšana iegūst pilienu saturošo siltumu un rada temperatūras izmaiņas, kas rada iekšēju konvekciju. Intensīvāka konvekcija liek vairāk ūdens pilienu pacelšanai, tādējādi veidojot mākoni.
Bet pētnieki ne vienmēr novēro intensīvāku konvekciju, kas saistīta ar lielākiem un izturīgākiem mākoņiem piesārņotajā vidē, norādot, ka mums trūka kaut kā, kas būtu jāņem vērā.
Lai atrisinātu šo dilemmu, par šo pētījumu atbildīgā komanda nolēma salīdzināt faktiskās vasaras vētras ar datoru ģenerētiem modeļiem. Modelis ietvēra mākoņu daļiņu fizikālās īpašības, kā arī spēju novērot, vai konvekcija kļūst stiprāka vai mīkstāka. Šī pētījuma simulācijas ilga 6 mēnešus.
Konvekcija nav vaininieks.
Dati tika savākti no trim vietām ar dažādu piesārņojuma, mitruma un vēja pakāpi: Klusā okeāna rietumu tropu reģionā, Ķīnas dienvidaustrumos un Oklahomas lielajos līdzenumos. Dati tika iegūti no DOE (ASV Enerģētikas departamenta) ARM klimata pētījumu sistēmas.
Simulācijas tika veiktas ar Olympus superdatoru no PNNL (Klusā okeāna ziemeļrietumu nacionālā laboratorija). Šīs mēneša vētru simulācijas ir ļoti līdzīgas šobrīd novērotajiem mākoņiem, nosakot, ka modeļi labi atjaunoja vētru mākoņus.
Novērojot šos modeļus, tika konstatēts, ka visos gadījumos piesārņojums palielina laktas mākoņu lielumu, biezumu un ilgumu. Bet tikai divās vietās (tropos un Ķīnā) tiek novērota intensīvāka konvekcija. Oklahomā piesārņojums noveda pie maigākas konvekcijas. Šī neatbilstība tam, kas līdz šim domāts, liek domāt, ka iemesls nav intensīva konvekcija.
Detalizētāk pārskatot ūdens pilienu un ledus kristālu īpašības mākoņos, pētnieku grupa secināja, ka piesārņojums radīja mazākus pilienus un ledus kristālus neatkarīgi no to atrašanās vietas.
Arī skaidrās debesīs ledus daļiņas ir smagākas un no laku mākoņiem ātrāk nogulsnējas, izraisot to ātru izkliedi. Piesārņotās debesīs ledus kristāli bija mazāki un pārāk gaiši, lai nogulsnētos, tādējādi radot lielākus un izturīgākus mākoņus.
Ieguldījums globālajā sasilšanā.
No otras puses, komanda novērtēja, kā negaisa mākoņi veicina iesildīšanās vai dzesēšana. Šie mākoņi dienā ar savām ēnām atdzesē Zemi, bet naktīs aiztur siltumu kā segu, padarot naktis siltākas.
Ņemot vērā piesārņojuma ietekmi uz vētras mākoņiem, mēs saprotam, ka tie varētu ietekmēt zemes prognozēto galīgās sasilšanas daudzumu nākamajās desmitgadēs. Precīzāka mākoņu attēlošana klimata modeļos ir atslēga, lai uzlabotu klimata pārmaiņu prognožu precizitāti.
Vairāk informācijas: Cumulonimbus, Svarīgi atklājumi par atmosfēras daļiņām pilsētās, Zibens spēriens stiprinās līdz ar globālo sasilšanu
Fuente: PNAS