Потепление в Арктике может стимулировать образование льда в облаках, показывают наблюдения

В Арктике часто наблюдаются температуры, способствующие формированию смешанно-фазовых облаков, содержащих переохлажденные капли жидкости и кристаллы льда. Их состав играет ключевую роль в энергетическом балансе региона и климатической системе. Облака с большим содержанием жидкости существуют дольше и отражают больше солнечного света, чем облака с большим количеством льда.

В исследовании, опубликованном 18 сентября 2024 года в Communications Earth & Environment, ученые под руководством доцента Ютаки Тобо из Национального института полярных исследований Японии изучили связь между ростом температуры приземного воздуха и аэрозолями, известными как ледообразующие частицы (INPs), которые способствуют формированию ледяных кристаллов в облаках. Они обнаружили, что потепление поверхности в Арктике приводит к увеличению площадей, свободных от снега и льда, которые выделяют больше активных INPs. Эти частицы могут индуцировать образование льда в облаках, снижая содержание жидкой воды в смешанно-фазовых облаках и потенциально ускоряя дальнейшее потепление.

Результаты основаны на круглогодичных измерениях INPs, проведенных в рамках проекта MOSAiC с сентября 2019 по начало октября 2020 года на обсерватории Цеппелин на Шпицбергене. Ученые наблюдали увеличение количества INPs в более теплые месяцы (с середины апреля по сентябрь), когда температура воздуха у поверхности превышала 0°C. Анализ показал, что эти INPs в основном представляли собой минеральную пыль и углеродсодержащие частицы, напоминающие микроорганизмы или растительные остатки. Данные индекса NDVI показали, что летом около 35% территории Шпицбергена представляли собой свободные от снега бесплодные земли или участки с растительностью, которые и являются источником этих аэрозолей.

Выводы вызывают обеспокоенность, поскольку тенденции зимнего потепления на Шпицбергене даже серьезнее летних, с ростом температур более чем на 2°C за десятилетие. По мере увеличения площадей, свободных ото льда и снега, в арктические зимы будущих десятилетий выбросы INPs, вероятно, возрастут, что изменит состав облаков. Как отметил доцент Тобо, этот эффект необходимо учитывать в климатических моделях для улучшения понимания сценариев фазовых переходов в арктических смешанно-фазовых облаках.