Mraky nad Bombaiom
Nová štúdia odhaľuje, ako znečistenie vytvára búrky, ktoré v nás zanechávajú dlhšie trvajúce, väčšie a hustejšie oblaky. Počas mesiaca november Zborník Národnej akadémie vied (PNAS), zverejnil niektoré výsledky, ktoré uzatvárajú dlhú debatu. Odhaľujú, ako znečistenie ovplyvňuje globálne otepľovanie. Táto práca pomôže zlepšiť presnosť modelov počasia a podnebia.
Väčšina vedcov si to myslela znečistenie ovzdušia spôsobuje väčšie a dlhšie trvajúce búrkové mraky tým, že robí čelá búrok náchylnejšími na vzdušné prúdy a vytvára vnútornú konvekciu. V tejto štúdii pozoroval, že znečistenie ako jav spôsobuje, že mraky sú odolnejšie, ale iným spôsobom, ako sa doteraz myslelo, zmenšením veľkosti ich ľadových častíc a zmenšením celkovej veľkosti oblaku. Tento rozdiel priamo ovplyvňuje spôsob, akým vedci reprezentujú oblaky v klimatických modeloch.
Táto štúdia zosúlaďuje to, čo vidíme každý deň, s tým, čo je naznačené v počítačových modeloch. Pozorovania ukazujú oblaky v tvare kovadliny (columonimbus) vyššie a väčšie v búrkových systémoch, ktoré obsahujú znečistenie, ale modely nie vždy vykazujú silnejšiu konvekciu, vďaka tejto štúdii vidíme prečo.
Tajný život mrakov
Nad znečistenou oblasťou sa mračia nákovy alebo Comulonimbus
Modely, ktoré predpovedajú počasie a podnebie, dobre nerekonštruujú život búrkových mrakov, pretože ich predstavujú pomocou jednoduchých rovníc, ktoré neposkytujú úplný obraz. Táto zlá rekonštrukcia vytvorila pre vedcov dilemu: „Znečistenie spôsobuje, že mračná kovadliniek vydrží dlhšie ako v prípade jasnej oblohy“, ale prečo?
Jeden z možných dôvodov sa točí okolo aerosólov (malé častice prírodného alebo ľudského pôvodu), ktoré slúžia ako základ pre vznik kvapôčok mračna okolo nich. Znečistená obloha má oveľa viac aerosólov (smogu a oparu) ako čistých, čo znamená pre každú časticu menej vody. Znečistenie produkuje viac kvapôčok, ale menších.
Väčší počet menších kvapôčok mení vlastnosti oblakov. Dlho sa myslelo, že väčšie a menšie kvapôčky spúšťajú reťazovú reakciu, ktorá namiesto zrážania vedie k väčším a dlhšie trvajúcim oblakom. Svetlejšie kvapôčky spôsobujú, že vaša voda zmrznutím stúpa. Toto zmrazenie extrahuje teplo obsiahnuté v kvapôčkach a spôsobuje zmenu teploty, ktorá vytvára vnútorné prúdenie. Intenzívnejšia konvekcia zvyšuje ďalšie kvapôčky vody a vytvára tak oblak.
Vedci však nie vždy pozorujú intenzívnejšiu konvekciu súvisiacu s väčšími a odolnejšími mrakmi v znečistenom prostredí, čo naznačuje, že nám niečo chýbalo do úvahy.
Na vyriešenie tejto dilemy sa tím zodpovedný za túto štúdiu rozhodol porovnať skutočné letné búrky s počítačmi generovanými modelmi. Model zahŕňal fyzikálne vlastnosti častíc mraku, ako aj schopnosť sledovať, či konvekcia silnie alebo mäkne. Simulácie v tejto štúdii trvali 6 mesiacov.
Konvekcia nie je vinníkom.
Údaje boli zhromaždené z troch miest s rôznym stupňom znečistenia, vlhkosti a vetra: trópy západného Pacifiku, juhovýchodná Čína a veľké roviny Oklahoma. Údaje boli získané zo systému ARM pre výskum podnebia DOE (US Department of Energy).
Simulácie sa uskutočňovali na superpočítači Olympus od spoločnosti PNNL (Pacific Northwest National Laboratory). Tieto simulácie mesiaca búrok sú veľmi podobné mrakom, ktoré sa v súčasnosti pozorujú, a určujú, že modely búrkové mraky dobre vytvorili.
Pri pozorovaní týchto modelov sa zistilo, že vo všetkých prípadoch znečistenie zvyšuje veľkosť, hrúbku a trvanie kovadlinových mračien. Ale iba na dvoch miestach (trópy a Čína) je pozorovaná intenzívnejšia konvekcia. V Oklahome viedlo znečistenie k jemnejšej konvekcii. Tento nesúlad s tým, čo sa doteraz myslelo, naznačuje, že dôvodom nie je intenzívna konvekcia.
Podrobnejším preskúmaním vlastností vodných kvapôčok a ľadových kryštálov v oblakoch výskumný tím dospel k záveru, že pri znečistení vznikli menšie ľadové kryštály a kvapôčky bez ohľadu na ich umiestnenie.
Tiež na jasnej oblohe sú častice ľadu ťažšie a rýchlejšie sa zrážajú z kovadlinových mračien, čo spôsobuje ich rýchle rozptýlenie. Na znečistenej oblohe boli ľadové kryštály menšie a príliš ľahké na to, aby sa vyzrážali, a tak vytvárali väčšie a odolnejšie mraky.
Príspevok ku globálnemu otepľovaniu.
Na druhej strane tím odhadol, ako búrkové mraky prispievajú k zahrievanie alebo chladenie. Tieto oblaky cez deň ochladzujú Zem svojimi tieňmi, ale v noci zachytávajú teplo ako prikrývka, vďaka čomu sú noci teplejšie.
Ak vezmeme do úvahy účinky znečistenia na búrkové mraky, chápeme, že by mohli ovplyvniť množstvo konečného oteplenia predpovedaného pre Zem v nasledujúcich desaťročiach. Presnejšie znázornenie oblakov v klimatických modeloch je kľúčom k zlepšeniu presnosti predpovedí zmeny podnebia.
Viac informácií: Kumulonimbus, Dôležité zistenia o atmosférických časticiach v mestách, Blesky zosilňujú globálne otepľovanie
Fuente: PNAS