Печь, купол и зонтик: как аэрозоли влияют на планетарный пограничный слой атмосферы

Исследователи из Института физики атмосферы Китайской академии наук и Гарвардского университета смоделировали три ключевых эффекта влияния аэрозолей на планетарный пограничный слой (ППС) атмосферы — «печь», «купол» и «зонтик». Их роль зависит от оптических свойств частиц и высоты их залегания. Результаты опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.

ППС — нижняя часть тропосферы, где поверхность Земли напрямую влияет на температуру, влажность и ветер. Его динамика критически важна для рассеивания загрязняющих веществ. Учёные выяснили, что поглощающие аэрозоли (например, сажа) ниже ночного остаточного слоя (RL) нагревают нижнюю атмосферу, усиливая перемешивание и развитие ППС («эффект печи»). Если же такой слой находится выше RL, он сильно нагревает инверсионный слой, усиливая его и подавляя развитие ППС («эффект купола»). Рассеивающие аэрозоли (например, сульфаты) всегда подавляют ППС, отражая солнечную радиацию обратно в космос («эффект зонтика»).

«Мы обнаружили, что существует переходная высота, выше которой в подавлении ППС доминируют поглощающие аэрозоли (эффект купола > эффект высокого зонтика), а ниже — рассеивающие (эффект приземного зонтика > эффект печи). Эта высота тесно связана с высотой остаточного слоя», — пояснил профессор Синь Цзинюань. Эти выводы важны для стратегий контроля загрязнения воздуха, например, в Северо-Китайской равнине.