Новая модель объясняет недостающие аэрозоли и ядра конденсации облаков

Атмосферные аэрозольные частицы играют ключевую роль в модуляции климата Земли. Образование новых частиц (ОНЧ) из конденсируемых газовых молекул является фундаментальным источником большинства атмосферных частиц. Последующий рост этих частиц, как считается, обеспечивает примерно половину глобального количества ядер конденсации облаков (ЯКО), существенно влияя на свойства облаков и радиационный баланс Земли.

В новом исследовании, опубликованном в Nature, ученые синтезировали молекулярные лабораторные эксперименты, чтобы разработать комплексные модельные представления ОНЧ и химической трансформации газов-предшественников в модельной системе E3SM (Energy Exascale Earth System Model) Министерства энергетики США. Сочетание модельных симуляций и наблюдений позволило количественно оценить различные доминирующие механизмы ОНЧ и их влияние на облака по всему миру.

Исследователи показывают, что образование частиц в большинстве аэрозольно-загрязненных или облако-восприимчивых регионов, вероятнее всего, доминируется «современными» механизмами ОНЧ, открытыми или количественно оцененными в последнее десятилетие. Важность этих механизмов на региональных и глобальных масштабах недооценивалась, поскольку они в основном отсутствовали или были существенно искажены в предыдущих моделях. К таким регионам относятся океанические и загрязненные человеком континентальные пограничные слои, а также верхняя тропосфера над районами тропических лесов и азиатского муссона.

Уточнение механизмов ОНЧ имеет важные последствия для оценок исторического и будущего изменения климата, поскольку частицы, возникающие в результате разных механизмов, могут претерпевать заметно разные изменения. Комплексное моделирование глобальных механизмов ОНЧ может помочь улучшить оценку и определение источников климатических эффектов аэрозолей, что важно для разработки целенаправленной политики контроля.