Миссия NASA возвращается в Африку для изучения дыма и облаков

Исследовательский самолет NASA P-3 начинает в этом месяце полеты сквозь облака и дым над южной частью Атлантического океана. Цель — понять, как мельчайшие взвешенные в воздухе частицы, называемые аэрозолями, изменяют свойства облаков и влияют на количество отраженного или поглощенного ими солнечного света.

Полевая миссия ORACLES (Observations of Aerosols above Clouds and their Interactions) проводит месячную кампанию с территории островного государства Сан-Томе и Принсипи у западного побережья Африки. Оттуда исследователи изучат район у побережья Анголы, где встречаются два явления. Одно — природное: естественный слой низких облаков над океаном. Другое — частично антропогенное: шлейф дыма от сезонных пожаров на сельскохозяйственных полях в Центральной Африке.

Короткое время жизни аэрозолей в атмосфере делает их одной из самых изменчивых составляющих климатической системы Земли. Аэрозоли могут быть светлыми или темными, отражать или поглощать солнечный свет, а также усиливать или подавлять образование облачных капель. Они могут быть естественными (пыль, морская соль, пыльца) или возникать в результате деятельности человека (сульфатные частицы от электростанций или, как в Центральной Африке, сажа и пепел от пожаров).

«Если вы видите шлейф дыма на контрасте с темным океаном, он выглядит светлее, — объясняет главный исследователь ORACLES Йенс Редеманн из Исследовательского центра Эймса NASA. — Это означает, что аэрозоли в дыме будут оказывать охлаждающий эффект, отражая больше излучения». В то же время над облачным слоем те же частицы могут делать облака темнее, что дает согревающий эффект.

Огромное разнообразие типов аэрозольных частиц и их короткое время жизни в атмосфере (дни или недели, в отличие от парниковых газов) делают их одними из самых сложных для понимания и включения в климатические модели. Поэтому данные прямых измерений с самолета P-3 так важны.

«В идеале мы создадим набор данных, который климатические моделисты смогут использовать для проверки параметризации этих взаимодействий "аэрозоль-облако"», — говорит Редеманн. Одна из таких исследователей — Сюзанна Бауэр из Института космических исследований имени Годдарда NASA, также входящая в научную команду ORACLES. Она подчеркивает, что микрофизические процессы, такие как формирование облачных капель и их изменение под воздействием аэрозолей, можно измерить только в полевых условиях.

Эти микроскопические взаимодействия могут менять количество солнечного света, отражаемого облаком обратно в космос, продолжительность жизни облака и даже влиять на выпадение осадков. Понимание таких мелкомасштабных процессов крайне важно для оценки того, как антропогенное загрязнение меняет глобальный климат через воздействие на облака.

Самолет P-3 оснащен набором приборов для прямых измерений этих свойств. Каждым прибором управляет небольшая группа ученых из большой команды ORACLES, включающей специалистов из пяти центров NASA, десяти университетов и двух национальных лабораторий. Августовская кампания 2017 года — вторая из трех ежегодных, призванных охватить разные этапы сезона сельскохозяйственных пожаров.