Городское загрязнение усиливает образование аэрозолей над тропическими лесами Амазонии до 400%

Международная группа исследователей, включая бразильских ученых, показала, что городское загрязнение от Манауса, столицы штата Амазонас в Бразилии, увеличивает образование аэрозолей над тропическим лесом Амазонии гораздо сильнее, чем ожидалось.

Это резкое увеличение количества аэрозолей, производимых лесом, оказывает значительное влияние на ключевые факторы глобального изменения климата, такие как радиационный баланс, образование облаков и дождя, а также скорость фотосинтеза растений. Согласно исследованию, опубликованному в Nature Communications, городское загрязнение приводит к среднему увеличению на 200% в образовании вторичных органических аэрозолей, с пиками до 400%. Для сравнения, исследования бореальных лесов, на которых основано глобальное климатическое моделирование, показали максимальный рост уровня вторичных органических аэрозолей лишь на 60% из-за загрязнения от близлежащих городов.

Это открытие имеет решающее значение для повышения точности климатических моделей. «Впервые мы смогли смоделировать и предсказать уровни аэрозолей в Амазонии. Климатические модели, основанные на данных по Северному полушарию, как известно, неприменимы к тропическим лесам Амазонии», — отметил Пауло Артаксо, профессор Физического института Университета Сан-Паулу (IF-USP) и соавтор статьи. Следующим шагом, по его словам, станет включение химии тропических аэрозолей в глобальные климатические модели, например, используемые Межправительственной группой экспертов по изменению климата (IPCC).

Исследование, поддержанное FAPESP, объясняет механизм этого явления. Шлейф загрязнения от Манауса содержит высокие уровни озона (O₃), оксидов азота, диоксида серы (SO₂) и гидроксильных радикалов (OH). «Когда уровни соединений серы и азота от городского загрязнения накапливаются в атмосфере, биогенные пары в лесу окисляются гораздо быстрее, образуя много новых аэрозолей — гораздо больше, чем в чисто естественных условиях», — пояснил соавтор работы Энрике Барбоза.

Ключевую роль в этом процессе играет изопрен — летучие органические соединения (VOCs), естественно выделяемые растительностью тропических лесов. «Превращение изопрена в частицы сильно ускоряется присутствием загрязнения от Манауса, особенно выбросов оксидов азота», — подчеркнул Артаксо. В бореальных лесах изопрен не выделяется, что объясняет разницу в масштабе эффекта. Увеличение количества аэрозолей также сильно влияет на фотосинтез и формирование облаков, делая их более мощными.