เมฆพายุที่ใหญ่ขึ้นและยาวนานขึ้นเนื่องจากมลพิษ

การศึกษาใหม่เผยให้เห็นว่ามลพิษก่อให้เกิดพายุที่ทำให้เราอยู่กับเมฆที่มีขนาดใหญ่และหนาแน่นมากขึ้นได้อย่างไร ในช่วงเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. การดำเนินการของ National Academy of Sciences (PNAS)เผยแพร่ผลลัพธ์บางอย่างที่ปิดการอภิปรายอันยาวนาน พวกเขาเปิดเผยว่ามลพิษส่งผลต่อภาวะโลกร้อนอย่างไร งานนี้จะช่วยปรับปรุงความแม่นยำของแบบจำลองสภาพอากาศและสภาพภูมิอากาศ

นักวิจัยส่วนใหญ่คิดเช่นนั้น มลพิษทางอากาศ ทำให้เกิดเมฆพายุที่มีขนาดใหญ่ขึ้นและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นโดยการทำให้หน้าพายุมีความอ่อนไหวต่อการร่างและทำให้เกิดการหมุนเวียนภายใน ในการศึกษานี้เขาสังเกตว่ามลพิษซึ่งเป็นปรากฏการณ์ทำให้เมฆมีความทนทานมากขึ้น แต่ในทางที่แตกต่างจากที่เคยคิดไว้คือการลดขนาดของอนุภาคน้ำแข็งและขนาดรวมของเมฆลดลง ความแตกต่างนี้ส่งผลโดยตรงต่อวิธีที่นักวิทยาศาสตร์แสดงเมฆในแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ

การศึกษานี้นำสิ่งที่เราเห็นในแต่ละวันมาปรับเทียบกับสิ่งที่ระบุไว้ในโมเดลคอมพิวเตอร์ การสังเกตแสดงเมฆรูปทั่ง (คอมมูโลนิมบัส) สูงขึ้นและใหญ่ขึ้นในระบบพายุที่มีมลพิษ แต่แบบจำลองไม่ได้แสดงการพาความร้อนที่แรงกว่าเสมอไปจากการศึกษานี้ทำให้เราเห็นว่าทำไม

ชีวิตลับของเมฆ

แบบจำลองที่ทำนายสภาพอากาศและสภาพภูมิอากาศไม่ได้สร้างชีวิตของเมฆพายุขึ้นใหม่ได้ดีเนื่องจากเป็นตัวแทนของสมการง่ายๆที่ไม่สามารถให้ภาพที่สมบูรณ์ได้ การสร้างใหม่ที่ไม่ดีนี้สร้างความกระอักกระอ่วนให้กับนักวิจัย: "มลพิษทำให้เมฆทั่งอยู่ได้นานกว่าในกรณีที่ท้องฟ้าแจ่มใส" แต่ทำไม?

เหตุผลหนึ่งที่เป็นไปได้หมุนรอบละออง (อนุภาคขนาดเล็กจากธรรมชาติหรือจากมนุษย์) ซึ่งทำหน้าที่เป็นพื้นฐานให้ละอองเมฆก่อตัวขึ้นรอบ ๆ พวกมัน ท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยมลพิษจะมีละอองลอย (หมอกควันและหมอกควัน) มากกว่าท้องฟ้าที่สะอาดและสิ่งนี้แปลว่าน้ำแต่ละอนุภาคจะมีปริมาณน้อยลง มลพิษทำให้เกิดละอองมากขึ้น แต่มีขนาดเล็กลง

ละอองขนาดเล็กมากขึ้นทำให้ลักษณะของเมฆเปลี่ยนไป มีความคิดกันมานานแล้วว่าละอองขนาดใหญ่และเล็กจะเริ่มปฏิกิริยาลูกโซ่ที่นำไปสู่เมฆขนาดใหญ่และคงอยู่นานขึ้นแทนที่จะตกตะกอน หยดที่เบากว่าทำให้น้ำของคุณเพิ่มขึ้นโดยการแช่แข็งและการแช่แข็งนี้จะดึงความร้อนที่หยดบรรจุออกและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ทำให้เกิดการหมุนเวียนภายใน การพาความร้อนที่เข้มข้นขึ้นทำให้หยดน้ำเพิ่มขึ้นจึงสร้างเมฆ

แต่นักวิจัยมักไม่สังเกตการพาความร้อนที่รุนแรงขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับเมฆขนาดใหญ่และทนทานกว่าในสภาพแวดล้อมที่มีมลพิษซึ่งบ่งชี้ว่าเราขาดสิ่งที่ต้องคำนึงถึง

เพื่อแก้ปัญหาภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกนี้ทีมงานที่รับผิดชอบการศึกษานี้จึงตัดสินใจเปรียบเทียบพายุฤดูร้อนที่เกิดขึ้นจริงกับแบบจำลองที่สร้างขึ้นด้วยคอมพิวเตอร์ แบบจำลองนี้มีคุณสมบัติทางกายภาพของอนุภาคเมฆรวมทั้งความสามารถในการสังเกตว่าการพาความร้อนนั้นแข็งแกร่งขึ้นหรืออ่อนลง การจำลองในการศึกษานี้ใช้เวลา 6 เดือน

การพาความร้อนไม่ใช่ตัวการ.

 ข้อมูลถูกรวบรวมจากสถานที่สามแห่งที่มีระดับมลพิษความชื้นและลมที่แตกต่างกัน ได้แก่ เขตร้อนแปซิฟิกตะวันตกตะวันออกเฉียงใต้ของจีนและที่ราบขนาดใหญ่ของโอกลาโฮมา ข้อมูลได้มาจากระบบวิจัยสภาพภูมิอากาศ ARM ของ DOE (กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ)

 การจำลองได้ดำเนินการบนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของ Olympus จาก PNNL (Pacific Northwest National Laboratory) การจำลองพายุหนึ่งเดือนคล้ายกับเมฆที่สังเกตได้ในปัจจุบันโดยพิจารณาว่าแบบจำลองสร้างเมฆพายุได้ดี

จากการสังเกตแบบจำลองเหล่านี้พบว่าในทุกกรณีมลพิษจะเพิ่มขนาดความหนาและระยะเวลาของเมฆทั่ง แต่มีเพียงสองแห่งเท่านั้น (เขตร้อนและจีน) เท่านั้นที่สังเกตเห็นการพาความร้อนที่เข้มข้นขึ้น ในโอคลาโฮมามลพิษทำให้เกิดการหมุนเวียนที่นุ่มนวลขึ้น ความไม่สอดคล้องกับสิ่งที่คิดจนถึงตอนนี้ชี้ให้เห็นว่าเหตุผลไม่ใช่การพาความร้อนที่รุนแรง

จากการตรวจสอบรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติของหยดน้ำและผลึกน้ำแข็งภายในก้อนเมฆทีมวิจัยสรุปได้ว่ามลพิษทำให้เกิดหยดน้ำและผลึกน้ำแข็งขนาดเล็กลงโดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งของพวกมัน

นอกจากนี้ในท้องฟ้าที่ปลอดโปร่งอนุภาคน้ำแข็งจะหนักกว่าและตกตะกอนเร็วขึ้นจากเมฆทั่งทำให้พวกมันสลายไปอย่างรวดเร็ว ในท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยมลพิษผลึกน้ำแข็งมีขนาดเล็กและเบาเกินไปที่จะตกตะกอนจึงทำให้เกิดเมฆขนาดใหญ่และทนทานมากขึ้น

มีส่วนทำให้โลกร้อน

ในทางกลับกันทีมงานประมาณว่าเมฆพายุมีส่วนช่วยอย่างไร อุ่นขึ้น หรือระบายความร้อน เมฆเหล่านี้ทำให้โลกเย็นลงในตอนกลางวันด้วยเงามืด แต่ดักจับความร้อนเหมือนผ้าห่มในตอนกลางคืนทำให้กลางคืนอุ่นขึ้น

เมื่อคำนึงถึงผลกระทบของมลพิษที่มีต่อเมฆพายุเราเข้าใจว่าสิ่งเหล่านี้อาจส่งผลต่อปริมาณความร้อนขั้นสุดท้ายที่คาดการณ์ไว้สำหรับโลกในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า การแสดงเมฆที่แม่นยำยิ่งขึ้นในแบบจำลองสภาพภูมิอากาศเป็นกุญแจสำคัญในการปรับปรุงความแม่นยำของการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ข้อมูลมากกว่านี้: คิวมูโลนิมบัส, การค้นพบที่สำคัญเกี่ยวกับอนุภาคบรรยากาศในเมือง, สายฟ้าแข็งแกร่งขึ้นด้วยภาวะโลกร้อน

Fuente: PNAS