Ученые количественно оценили аэрозоли на основе состояния моря

Исследовательская группа под руководством ученых из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработала систему, дающую ключевое представление о взаимосвязи между морскими аэрозолями, состоянием моря и атмосферными условиями. Система была установлена на ледоколе и использована в обширных регионах Арктики для сбора и анализа ценных данных.

Аэрозоли — это крошечные частицы, взвешенные в воздухе, которые играют важную роль в образовании облаков, осадков и отражении солнечного света обратно в космос. Количественные данные об аэрозолях являются важными факторами для составления прогнозов погоды и моделей изменения климата. В зависимости от состава, размера и высоты аэрозоли могут сложным образом влиять на энергетический баланс планеты, охлаждая или нагревая атмосферу. Океаны, покрывающие более 70% поверхности Земли, производят морские аэрозоли — естественные аэрозоли, возможно, оказывающие наибольшее влияние на радиационный баланс планеты.

Новая система, предназначенная для использования на корабле, может регистрировать концентрацию окружающих аэрозолей, атмосферные условия и характеристики океанских волн. Команда собрала свой первый набор данных на исследовательском судне в Северном Ледовитом океане, в Баренцевом и Карском морях, и недавно опубликовала результаты в журнале Atmospheric Environment.

Для сбора информации о состоянии моря в системе используются две стандартные камеры, установленные на палубе судна, которые обеспечивают стереоскопический обзор и позволяют создавать 3D-изображения морской поверхности даже в бурных водах. Алгоритмы обрабатывают данные о характеристиках волн (например, высоте, крутизне и возрасте) и объединяют их с измерениями аэрозолей и данными об атмосферных условиях (например, температуре, осадках и скорости ветра). Это обеспечивает временное разрешение около одной секунды.

Первые результаты показывают, какие физические переменные (состояние моря, скорость ветра и устойчивость атмосферы) влияют на производство морских аэрозолей в этой части Арктики летом. Данные подтвердили, что выбросы аэрозолей выше, когда относительно больше открытой воды и меньше льда, и значительно ниже при компактном ледяном покрове. Также выяснилось, что концентрации морских аэрозолей сильно зависят от устойчивости морского пограничного слоя атмосферы. Комбинируя данные, ученые разработали формулу для прогнозирования концентраций аэрозолей.

«Чтобы включить эти точные данные в климатические модели, необходимы дополнительные исследования в различных регионах океанов. Условия могут значительно различаться в зависимости от сезона, погоды и точного местоположения», — говорит профессор Джулия Шмале. Недорогая и простая в установке система может в будущем легко использоваться на многих судах для сбора данных со всего земного шара.