Океанические организмы связаны с увеличением облачности

Атмосферные ученые сообщили о новом и потенциально важном механизме, с помощью которого химические выбросы от океанического фитопланктона могут влиять на формирование облаков, отражающих солнечный свет от нашей планеты.

Открытие новой связи между облаками и биосферой выросло из попыток объяснить увеличение облачности, наблюдаемое над районом Южного океана, где происходило масштабное цветение фитопланктона. На основе спутниковых данных исследователи выдвинули гипотезу, что взвешенные в воздухе частицы, образующиеся при окислении химического вещества изопрена, которое выделяется фитопланктоном, могли способствовать удвоению концентраций облачных капель, наблюдавшемуся над обширной акваторией у восточного побережья Южной Америки.

Используя сложные численные модели, они оценили, что результирующее увеличение облачности снизило поглощение солнечного света на величину, сравнимую с той, что измеряется в сильно загрязненных районах земного шара. Если полевые исследования подтвердят это, связь между облаками и биологической активностью может стать критически важным новым компонентом глобальных климатических моделей.

Исследователи Афанасиос Ненес из Технологического института Джорджии и Николас Мескидзе, ранее работавший там же, а теперь в Университете штата Северная Каролина, сообщили о своих выводах 2 ноября в Science Express, онлайн-предпубликации журнала Science. «Такие исследования могут помочь изменить наше представление о том, как биосфера взаимодействует с облаками и климатом», — сказал Ненес.

Исследователи ранее предполагали, что диметилсульфид (DMS), также выделяемый фитопланктоном, влияет на формирование облаков, увеличивая количество сульфатных частиц, которые могут поглощать влагу и образовывать облачные капли. При окислении изопрен может усиливать эффект DMS, увеличивая количество и размер частиц и помогая им химически притягивать больше влаги.

«Если из-за окисления изопрена образуется много частиц, в облаках внезапно становится гораздо больше капель, что делает их ярче», — пояснил Ненес. В своей статье исследователи оценили, что выбросы изопрена снизили поглощение энергии в этом районе примерно на 15 ватт на квадратный метр. «Это огромный сигнал. Обычно можно ожидать изменения в пару ватт».

Южный океан идеален для изучения, поскольку он в значительной степени не затронут загрязнением и имеет относительно стабильные температурные и метеорологические условия в сезоны появления цветения фитопланктона. «Это, по-видимому, один из тех редких регионов земного шара, где биология действительно берет верх», — отметил Ненес.

Атмосферные ученые полагают, что, блокируя солнечный свет, усиление облачности до сих пор частично смягчало последствия глобального потепления. Роль океанической биологии в образовании облаков, таким образом, может быть основным фактором, контролирующим глобальный климат. «Это показывает, что нам еще многое предстоит изучить, чтобы лучше понять хрупкий баланс в природе», — сказал Мескидзе.

Исследование спонсировалось NASA (Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства США), Национальным научным фондом и стипендией для молодых преподавателей Blanchard-Milliken.