Исследование NASA объясняет влияние дыма и загрязнения на облака

Новое исследование под руководством NASA помогает ответить на вопросы, которые десятилетиями оставались без ответа, о роли дыма и вызванного человеком загрязнения воздуха в формировании облаков и осадков. Изучая конкретно мощные конвективные облака (высокие облака, подобные грозовым), исследование показывает, что задымленный воздух затрудняет рост этих облаков. Загрязнение же, напротив, стимулирует их рост, но только если оно не является экстремальным. Сильное загрязнение, вероятно, подавляет развитие облаков.

Ученые под руководством Джонатана Цзяна из Лаборатории реактивного движения NASA использовали данные наблюдений двух спутников NASA, чтобы изучить влияние дыма и антропогенных загрязнителей воздуха в разных концентрациях на глубокие конвективные облака. Спутники CloudSat и CALIPSO (Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation) с 2006 года работали на одной орбите с разницей в несколько секунд. CloudSat с помощью радара измерял расположение и высоту облаков по всему миру, а CALIPSO с помощью лидара измерял дым, пыль, загрязнения и другие микрочастицы (аэрозоли) почти в тех же точках и в то же время. Совместный анализ данных позволил изучить, как аэрозольные частицы влияют на облака.

Частицы дыма поглощают тепловое излучение от поверхности Земли, нагреваясь сами и нагревая воздух, одновременно блокируя солнечный свет, что охлаждает поверхность. Это уменьшает разницу температур между землей и воздухом, которая необходима для испарения влаги, ее подъема и конденсации в облака, тем самым подавляя их формирование и рост. Загрязнители, такие как сульфаты и нитраты, в умеренных концентрациях, напротив, предоставляют больше частиц для конденсации влаги, способствуя росту облаков. Однако при очень сильном загрязнении огромное количество частиц также блокирует солнечный свет, охлаждая поверхность и подавляя облакообразование.

Ученые также изучили пылевые аэрозоли и обнаружили, что их свойства сильно варьируются в зависимости от региона, что может как подавлять, так и стимулировать образование облаков. "Все дело в сложности цвета и размера пыли, — отметил Джонатан Цзян. — Пыль из Сахары может быть светлее, а из азиатской пустыни — темнее". Слой более светлой или мелкой пыли рассеивает солнечный свет, не нагревая воздух, тогда как более крупные или темные частицы поглощают солнечный свет и нагревают атмосферу. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications под названием "Contrasting Effects on Deep Convective Clouds by Different Types of Aerosols".