Загрязнение воздуха формирует наковальни облаков: Частицы аэрозолей увеличивают размер и продлевают жизнь грозовых облаков

Мелкие частицы загрязняющих веществ в нижних слоях атмосферы оказывают существенное влияние на облака-наковальни, формирующиеся при грозах. К такому выводу пришли ученые-атмосферщики из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL). Они провели моделирование этих грозовых облаков в двух контрастных атмосферных условиях: влажном и чистом, а также сухом и загрязненном. Результаты показали, что увеличение концентрации мелких частиц увеличивает размер и продолжительность жизни облаков-наковален в обоих случаях.

Понимание влияния человеческой деятельности на изменение климата может зависеть от изучения эффектов аэрозолей — мельчайших невидимых атмосферных частиц, возникающих из-за загрязнения. Вклад аэрозолей в формирование облаков является ключевым аспектом. До сих пор их влияние на облака-наковальни не было хорошо изучено.

Для исследования того, как аэрозольные частицы влияют на облака-наковальни и водяной пар в тропическом слое тропопаузы (TTL) — тонком слое между тропосферой и стратосферой, — ученые смоделировали образование гроз в тропиках вокруг Дарвина, Австралия. Анализ двух типов мощных конвективных облаков показал, что в обоих случаях аэрозоли увеличивают размер и срок жизни облачной наковальни. Этот эффект нельзя объяснить лишь конвекцией, которая усиливается аэрозолями во влажном случае, но подавляется в сухом.

Изучение микрофизики облаков выявило, что увеличение аэрозолей, особенно в нижних слоях, приводит к образованию большего количества ледяных частиц, но меньшего размера. Это помогает облакам-наковальням распространяться в TTL. Мелкие частицы загрязнения создают множество капель, которые, не выпадая в виде дождя, поднимаются выше и замерзают. Мелкие ледяные частицы медленнее оседают и дольше остаются в слое с сильными горизонтальными ветрами, распространяясь дальше. Увеличение размера наковальни также повышает содержание водяного пара в TTL из-за увлажняющего эффекта облаков. Исследование также показало, что влияние ядер льдообразования и конденсации — компонентов аэрозолей — на высокоуровневые облака зависит от влажности, что объясняет противоречия в более ранних работах.