Измерение дневных изменений содержания частиц в воздухе показывает истинное среднесуточное значение отраженного солнечного света

Крошечные взвешенные частицы загрязнения — аэрозоли — значительно меняются в течение дня, как показало новое исследование ученых из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL). Исследователи продемонстрировали, что единичного ежедневного измерения свойств аэрозолей часто недостаточно для оценки их влияния на атмосферный энергетический баланс. Особенно это актуально вблизи городских районов с сильным загрязнением, где дневные изменения частиц могут быть велики. Ученые PNNL в сотрудничестве с Лабораторией исследования земных систем NOAA и Университетом Колорадо показали, что изменения в течение 24-часового периода могут влиять на количество солнечного света, отражаемого обратно в космос, и нагрев атмосферы.

«Измерение сильных дневных изменений количества взвешенных частиц выходит за рамки текущих возможностей многих спутниковых измерений, — заявил ведущий автор исследования, доктор Евгений Касьянов. — Наши результаты показывают, что эти изменения могут значительно изменить количество солнечной энергии, отражаемой обратно в космос вблизи крупных источников городских выбросов. Эти изменения следует учитывать при оценке прогнозов климатических моделей».

Исследование показывает, что отбор проб светоотражающих и рассеивающих свойств аэрозолей только один раз в день может привести к ошибочным расчетам их согревающего и охлаждающего влияния на атмосферу. Минимальное количество измерений, необходимое для минимизации таких ошибок, — дважды в день. Результаты предоставляют важную наблюдательную информацию для улучшения модельных оценок влияния аэрозолей на энергетический баланс Земли.

Команда использовала данные измерений аэрозолей, собранные в ходе исследовательской кампании Two-Column Aerosol Project (TCAP), поддержанной Климатическим исследовательским объектом «Измерение атмосферной радиации» (ARM) Министерства энергетики США. Ученые оценили 29 дней с ясным небом и переменной облачностью, анализируя временную изменчивость оптических свойств аэрозолей, таких как оптическая толщина, альбедо однократного рассеяния и фактор асимметрии. Радиационные расчеты с использованием этих данных показали, что при недостаточном количестве дневных замеров могут возникать значительные ошибки в оценке аэрозольного радиационного воздействия.