Загрязнение воздуха изменяет изолированные грозы

Новое климатическое исследование показало, как вертикальный сдвиг ветра — те же атмосферные условия, что вызывают болтанку самолётов — влияет на вклад загрязнения воздуха в формирование изолированных грозовых облаков. При сильном сдвиге ветра загрязнение препятствует образованию грозовых облаков. Однако при слабом сдвиге загрязнение, напротив, усиливает штормы.

Эта работа углубляет понимание климатологами того, как аэрозоли — мельчайшие невидимые частицы, составляющие загрязнение, — влияют на изолированные грозы и климатический цикл. Взаимодействие аэрозолей и облаков является одним из наименее изученных аспектов климата, и данное исследование позволяет учёным точнее моделировать облака и осадки.

«Это открытие может дать некоторые указания на то, как антропогенные аэрозоли влияют на местный климат и осадки, особенно в местах, где часто случаются "дневные ливни", влияющие на погодную систему и гидрологический цикл», — заявила атмосферный учёный Цзявэнь Фань из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики США. Результаты исследования, основанного на данных с неба над Австралией и Китаем, предоставляют информацию для более точного включения подобных облаков и условий в вычислительные климатические модели.

Моделирование и результаты

Исследователи использовали компьютерное моделирование с атмосферными данными из северной Австралии и восточного Китая, варьируя концентрацию аэрозолей, сдвиг ветра и влажность. В сценариях с сильным сдвигом ветра большее загрязнение подавляло конвекцию (восходящие потоки) и уменьшало ожидаемое количество осадков. При слабом сдвиге ветра большее загрязнение усиливало штормы и увеличивало количество дождя — до определённого пикового уровня, после которого развитие шторма ослабевало.

Дополнительный анализ объяснил физику этих результатов. Конденсация воды на частицах аэрозоля высвобождает тепло, усиливая конвекцию. Однако испарение воды из облачных капель охлаждает воздух, ослабляя восходящие потоки. В условиях сильного сдвига ветра охлаждающий эффект всегда превышает нагревающий, что приводит к снижению скорости восходящих потоков.