Более точное определение влияния аэрозольных частиц на облака и климат

Международная исследовательская группа под руководством Института химии Макса Планка (MPIC) и Института тропосферных исследований имени Лейбница (TROPOS) в ходе масштабных исследований смогла свести сложную зависимость между химическим составом и гигроскопичностью (способностью удерживать воду) аэрозольных частиц к простой линейной формуле. Как показано в исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, глобально усредненная гигроскопичность (κ) в основном определяется долей органических и неорганических материалов, составляющих аэрозоль.

Гигроскопичность частиц является ключевым фактором их влияния на климат, в том числе через рассеяние солнечного излучения и формирование облачных капель, что критически важно для прогнозирования климата с помощью глобальных моделей. Упрощение этого параметра в моделях повышает их надежность. Команда проанализировала данные 16 измерительных кампаний с 2004 по 2020 год, охвативших различные регионы — от тропических лесов Амазонии до промышленных районов Азии и бореальных лесов у Полярного круга.

Оценка данных показала, что эффективная гигроскопичность аэрозоля (κ) может быть выведена из доли органического материала (ϵorg) и неорганических ионов (ϵinorg) по формуле: κ = ϵorg ⋅ κorg + ϵinorg ⋅ κinorg. Глобально усредненные значения составили κorg = 0.12 ± 0.02 для органической фракции и κinorg = 0.63 ± 0.01 для неорганических ионов. "Несмотря на химическую сложность органического вещества, его гигроскопичность успешно описывается этой простой формулой", — отмечает Кристофер Пёлькер, соавтор исследования.

Тестирование формулы в глобальной аэрозольно-климатической модели ECHAM-HAM подтвердило, что такие упрощенные допущения не вносят значительной неопределенности в результаты. "Это означает, что исследования и прогнозы, касающиеся изменения климата, становятся более надежными", — подводит итог Мира Пёлькер. Работа стала возможной благодаря международным кампаниям и долгосрочным наблюдениям, например, на обсерватории ATTO в бразильских тропических лесах.