Влияние аэрозолей

Повышенное содержание различных аэрозолей в верхних слоях земной атмосферы не только увеличивает количество облаков, но и становится причиной их роста вверх, то есть заставляет их «толстеть», а также приводит к увеличению количество выпадения осадков в наиболее дождливых регионах Земли и одновременно лишает влаги засушливые районы. Об этом говорится в статье, опубликованной в свежем номере журнала Nature Geoscience.

Группа ученых, руководимых Чжаньцином Ли из университета Мэриленд (США), выполнила анализ данных многолетних наблюдений за состоянием земной атмосферы, проводимый министерством энергетики Соединенных Штатов с конца 80-х годов прошлого века. В этот цикл входило наблюдение за структурным состоянием и температурой «верхушек» и «подножий» облаков, состояние и количество аэрозолей в окружающей атмосфере, а также направления и скорости ветра.

Ли с коллегами проанализировали все формы осадков и все облака, которые были зарегистрированы командой ARM в течение последних 10 лет. В рамках работы исследователи попытались определить факторы, которые сильнее всего влияют на взаимодействие паров воды и аэрозолей, исследуя облака «смешанной» фазы. Температура подножия в них превышает 15 градусов, а температура макушки практически всегда ниже 4 градусов. Как считают ученые, подобные клубы атмосферного пара очень уязвимы для действия различных аэрозолей и малейшие изменения в их концентрации и составе частиц микрокапель и пыли сразу же отражаются на их состоянии.

Оказалось, что облака подобного типа быстро начинают расти в высоту при повышении доли аэрозолей любого состава в окружающем воздушном пространстве. При этом самый быстрый рост высоты замечен среди низких облаков, парящих на высоте до одного километра, и заметно падает с увеличением расстояния.

Как заметили ученые, в наибольшей степени этот эффект заметен летом, на высоте до 3.3 километра. Именно на этой отметке имеется точка замерзания воды, при превышении которой влияние аэрозолей в значительной мере теряет эффективность.

Аналогичная зависимость имеется и для такого параметра, как интенсивность осадков. Климатологи выяснили, что аэрозоли значительно усиливают интенсивность осадков только в тех областях атмосферы, где имеется сравнительно много влаги, и где часто выпадают дожди и другие осадки. Одновременно аэрозоли уменьшают количество осадков в засушливых районах.

Ученые также выяснили, что аэрозоли влияют на соотношение легких дождей и ливней - при увеличении количества аэрозолей общее число ливней увеличивается, а доля легких дождей одновременно сильно падает. Это может в значительной степени повлиять на состояние окружающей среды в США и Канаде, поскольку свыше 50% дождей, орошающих почву Соединенных Штатов, считаются легкими осадками.

Опираясь на эти данные, ученые сумели построить компьютерную модель формирования облака и сравнили полученные результаты с реальными наблюдениями за облаками в 2006-2008 годах. Доля аэрозолей в «компьютерном» облаке оказалась близкой к той, которая была зарегистрирована возле настоящих. Другие характеристики – тип осадков, продолжительность и время жизни облака – тоже совпали с реальными.

Ученые полагают, что проведенное исследование в состоянии помочь другим климатологам уточнить, какой вклад влияние аэрозолей оказывает на глобальное изменение климата Земли.