Органические аэрозоли в удаленных регионах формируют облака и могут иметь недооцененное влияние на изменение климата

Исследовательская группа из Университета Нагои (Япония) разработала модель для уточнения важности анализа формирования облаков из антропогенных и природных частиц. Поскольку многие климатические модели упрощают процесс образования атмосферных частиц из органических паров, эти выводы могут привести к более точным прогнозам изменения климата и глобального потепления.

Первичные органические вещества — это газы или частицы, выбрасываемые главным образом при сжигании ископаемого топлива, в промышленных процессах и при горении растений. Попадая в атмосферу, они взаимодействуют с атмосферным кислородом и солнечным светом, превращаясь во вторичные органические аэрозоли — основной компонент твердых частиц PM2.5, вредящих здоровью и климату. Часть этих аэрозолей может служить ядрами конденсации облаков, вокруг которых формируются облака. Изменения в свойствах облаков влияют на их способность отражать коротковолновое и длинноволновое излучение, что, в свою очередь, воздействует на радиационный баланс Земли.

Доцент Хитоши Мацуи подчеркивает важность распределения этих ядер конденсации в удаленных районах, особенно над Тихим и Атлантическим океанами: «Поскольку удаленные океанические районы покрывают большую часть (около двух третей) поверхности Земли, удаленные облака играют критическую роль в определении радиационного баланса Земли. Понимание факторов, определяющих концентрацию ядер конденсации в удаленных районах, поэтому полезно для создания надежных климатических прогнозов».

Вместе с коллегой Лю Минсю Мацуи объединил аэрозольно-климатическую модель с измерениями с самолетов, чтобы оценить масштабы образования и роста вторичных органических аэрозолей. Их исследование, опубликованное в Geophysical Research Letters, показало, что процесс формирования и роста атмосферных мелких частиц, который не учитывается во многих климатических моделях, влияет на количество ядер конденсации в удаленных районах.

Исследователи выяснили, что образование ядер конденсации из вторичных органических аэрозолей влияет на облака. «Ядра конденсации, образованные из вторичных органических аэрозолей, усиливают способность облаков отражать солнечный свет обратно в космос, — объясняет Мацуи. — Это означает, что вторичные органические аэрозоли потенциально могут увеличить величину охлаждающего эффекта облаков на климат».

Группа также изучила тренды с доиндустриальных времен до наших дней, чтобы исследовать влияние облакообразования из таких аэрозолей на радиационное воздействие облаков — эффект влияния облаков на количество излучения, уходящего в космос или поглощаемого Землей и атмосферой. Они обнаружили, что вклад вторичных органических аэрозолей в общее количество ядер конденсации и связанный с ними охлаждающий эффект облаков был больше в доиндустриальную эпоху, чем в настоящее время.

«Наше исследование показало, что атмосферное образование вторичных частиц является одним из основных процессов, определяющих количество ядер конденсации в удаленных районах, — резюмирует Мацуи. — Самое важное следствие нашей работы — указать климатическим моделям путь к повышению точности моделирования радиационного воздействия облаков и лучшему прогнозированию будущих изменений климата. Эффект воздействия атмосферных частиц как ядер конденсации на свойства облаков остается неопределенным в прогнозах изменения климата. Мы ожидаем, что это станет важным открытием, которое приведет к более точному прогнозированию будущего изменения климата и глобального потепления».