Исследования в Антарктике обнаружили исключительные вторжения теплого воздуха и повсеместные аэрозольные слои в стратосфере

Впервые за год непрерывных измерений с земли немецкой станции "Ноймайер III" в Антарктиде ученые из Института тропосферных исследований им. Лейбница (TROPOS) и Института полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера (AWI) получили новые данные об облаках и аэрозолях. С января по декабрь 2023 года с помощью автономной платформы OCEANET-Atmosphere проводились высокоразрешающие измерения вертикального распределения частиц и облаков в атмосфере над Землей Королевы Мод.

Антарктида и Южный океан — ключевые компоненты глобальной климатической системы. Однако климатические модели пока не могут корректно воспроизвести облачный покров и радиационное воздействие в этом регионе, что ведет к большим неопределенностям в прогнозах. Проект COALA (Continuous Observations of Aerosol-Cloud Interactions in the Antarctic), поддержанный Немецким научно-исследовательским сообществом (DFG), был направлен на изучение формирования облаков в чистом воздухе Южного полушария и переноса влаги и частиц из средних широт.

"Наблюдения MOSAiC позволили нам впервые показать, что атмосфера на Северном полюсе более загрязнена, чем предполагалось. Но как обстоят дела над Антарктидой? К счастью, у нас была возможность поработать там с нашим контейнером OCEANET целый год", — поясняет д-р Ронни Энгельманн из TROPOS.

Анализ данных выявил три важных результата. Во-первых, лидарные измерения показали, что нижняя тропосфера была исключительно чистой, но в стратосфере (на высотах 9–17 км) был обнаружен неожиданно высокий уровень сульфатного аэрозоля, вероятно, связанного с извержением вулкана Хунга-Тонга—Хунга-Хаапай в январе 2022 года. Во-вторых, подтвердилось, что в чистых нижних слоях практически все частицы служат ядрами конденсации для облаков, ограничивая их рост. В-третьих, были детально зафиксированы два экстремальных вторжения теплого воздуха: одно в апреле с интенсивным снегопадом (10% годовой нормы), а второе — в июле, в разгар полярной ночи, с рекордной температурой -2.3°C и образованием ледяной корки из переохлажденной мороси.

"Это самая высокая температура, зарегистрированная в июле на немецкой антарктической станции "Ноймайер" с начала непрерывных наблюдений в 1982 году. Наши наблюдения над шельфовым ледником — первые в своем роде", — подчеркивает д-р Мартин Раденц из TROPOS. Успех проекта привел к тому, что AWI в начале 2024 года развернул на станции постоянные лидар и радар для продолжения этих уникальных вертикальных наблюдений.