Bombai üzerinde bulutlar
Yeni bir çalışma, kirliliğin bize nasıl daha uzun ömürlü, daha büyük ve daha yoğun bulutlar bırakan fırtınalar ürettiğini ortaya koyuyor. Kasım ayı boyunca Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri (PNAS), uzun bir tartışmayı kapatan bazı sonuçlar yayınladı. Kirliliğin küresel ısınmayı nasıl etkilediğini ortaya koyuyorlar. Bu çalışma, hava ve iklim modellerinin doğruluğunu iyileştirmeye yardımcı olacaktır.
Çoğu araştırmacı şunu düşündü: atmosferik kirlilik fırtına cephelerini hava akımlarına karşı daha duyarlı hale getirerek ve iç konveksiyona neden olarak daha büyük, daha uzun süreli fırtına bulutlarına neden olur. Bu çalışmada, kirliliğin bir fenomen olarak bulutları daha dayanıklı hale getirdiğini, ancak daha önce düşünüldüğünden farklı bir şekilde, buz parçacıklarının boyutunda bir azalma ve bulutun toplam boyutunda bir azalma olduğunu gözlemledi. Bu fark, bilim adamlarının bulutları iklim modellerinde temsil etme şeklini doğrudan etkiler.
Bu çalışma, günlük olarak gördüklerimizi bilgisayar modellerinde belirtilenlerle uzlaştırmaktadır. Gözlemler örs şeklindeki bulutları (Komulonimbüs) Kirlilik içeren fırtına sistemlerinde daha yüksek ve daha büyük, ancak modeller her zaman daha güçlü konveksiyon göstermiyor, bu çalışma sayesinde nedenini görüyoruz.
Bulutların Gizli Yaşamı
Kirli alan üzerinde örs veya Comulonimbus bulutları
Hava ve iklimi tahmin eden modeller, onları tam bir resim veremeyen basit denklemlerle temsil ettikleri için fırtına bulutlarının ömrünü iyi bir şekilde yeniden yapılandırmazlar. Bu zayıf yeniden yapılanma araştırmacılar için bir ikilem yarattı: "Kirlilik, örs bulutlarının açık gökyüzü durumunda olduğundan daha uzun süre dayanmasına neden oluyor", ama neden?
Olası nedenlerden biri, etraflarında bulut damlacıklarının oluşmasına temel teşkil eden aerosollerin (doğal veya insan kaynaklı küçük parçacıklar) etrafında dönmesidir. Kirli bir gökyüzünde temiz olandan çok daha fazla aerosol (duman ve pus) vardır ve bu, her bir parçacık için daha az su anlamına gelir. Kirlilik daha fazla damlacık üretir, ancak daha küçüktür.
Daha fazla sayıda küçük damlacık, bulutların özelliklerini değiştirir. Uzun zamandır, daha büyük ve daha küçük damlacıkların, çökelmek yerine daha büyük, daha uzun ömürlü bulutlara yol açan bir zincirleme reaksiyon başlattığı düşünülüyordu. Daha hafif damlalar, suyunuzun donarak yükselmesine neden olur ve bu donma, damlaların içerdiği ısıyı çeker ve iç konveksiyon oluşturan bir sıcaklık değişikliği üretir. Daha yoğun bir konveksiyon, daha fazla su damlasının yükselmesine neden olarak bulutu oluşturur.
Ancak araştırmacılar, kirli ortamlarda daha büyük ve daha dayanıklı bulutlarla ilgili her zaman daha yoğun konveksiyon gözlemlemiyorlar, bu da hesaba katılması gereken bir şeyi kaçırdığımızı gösteriyor.
Bu ikilemi çözmek için, bu çalışmadan sorumlu ekip gerçek yaz fırtınalarını bilgisayar tarafından oluşturulan modellerle karşılaştırmaya karar verdi. Model, bulut parçacıklarının fiziksel özelliklerini ve konveksiyonun daha güçlü mü yoksa daha yumuşak mı olduğunu gözlemleme yeteneğini içeriyordu. Bu çalışmadaki simülasyonlar 6 ay sürdü.
Suçlu konveksiyon değil.
Veriler, değişen derecelerde kirlilik, nem ve rüzgarın olduğu üç konumdan toplandı: Batı Pasifik tropikleri, güneydoğu Çin ve Oklahoma'nın büyük ovaları. Veriler DOE'nin (ABD Enerji Bakanlığı) ARM İklim Araştırma Sisteminden elde edildi.
PNNL'den (Pacific Northwest National Laboratory) Olympus süper bilgisayarı üzerinde simülasyonlar gerçekleştirildi. Bir aylık fırtınaların bu simülasyonları, şu anda gözlemlenen bulutlara çok benziyor ve modellerin fırtına bulutlarını iyi bir şekilde yeniden oluşturduğunu tespit ediyor.
Bu modeller incelendiğinde, her durumda kirliliğin örs bulutlarının boyutunu, kalınlığını ve süresini artırdığı bulunmuştur. Ancak sadece iki yerde (tropik ve Çin) daha yoğun konveksiyon gözlenir. Oklahoma'da kirlilik daha yumuşak konveksiyona yol açtı. Şimdiye kadar düşünülenlerle bu tutarsızlık, sebebin yoğun konveksiyon olmadığını gösteriyor.
Araştırma ekibi, bulutların içindeki su damlacıklarının ve buz kristallerinin özelliklerini daha ayrıntılı olarak inceleyerek, kirliliğin, bulundukları yerden bağımsız olarak daha küçük damlalar ve buz kristalleri ürettiği sonucuna vardı.
Ayrıca açık havada buz parçacıkları daha ağırdır ve örs bulutlarından daha hızlı çökelir, bu da onların hızla dağılmasına neden olur. Kirli gökyüzünde, buz kristalleri daha küçüktü ve çökelmek için çok hafifti, bu nedenle daha büyük ve daha dayanıklı bulutlar oluşturuyordu.
Küresel ısınmaya katkı.
Öte yandan ekip, fırtına bulutlarının ısınma veya soğutma. Bu bulutlar gün boyunca gölgeleriyle dünyayı soğutur, ancak geceleri ısıyı bir battaniye gibi hapsederek geceleri daha sıcak hale getirir.
Kirliliğin fırtına bulutları üzerindeki etkilerini hesaba katarsak, önümüzdeki yıllarda dünya için tahmin edilen kesin ısınma miktarını etkileyebileceklerini anlıyoruz. İklim modellerinde bulutların daha doğru temsillerini yapmak, iklim değişikliği tahminlerinin doğruluğunu iyileştirmenin anahtarıdır.
Daha fazla bilgi: Kümülonimbüs, Şehirlerde Atmosferik Parçacıklara İlişkin Önemli Bulgular, Şimşekler küresel ısınmayla güçleniyor
kaynak: PNAS