Исследователи раскрывают влияние частиц пыли на свойства облаков

Международная команда под руководством японских ученых получила важные результаты, демонстрирующие влияние высокоширотной пыли на процесс замерзания (главного преобразования) капель воды в облаках в нижнеуровневых облаках Арктического региона. Эти результаты способствуют лучшему пониманию факторов на поверхности суши и их влияния на формирование облаков. Полученные данные также улучшают понимание того, как климат зависит от облаков, которые все чаще считаются одними из самых важных, но и самых сложных регуляторов глобального климата. В зависимости от условий облака либо усиливают потепление, либо охлаждают климат, улавливая тепло или отражая солнечный свет обратно в космос.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Geoscience 25 марта 2019 года.

Облака играют одну из ключевых ролей в атмосферной системе, поддерживая радиационный баланс и энергетическое равновесие Земли. Облачные частицы, такие как ледяные кристаллы и капли воды, опосредуют этот баланс. При охлаждении ниже 0°C молекулы воды начинают формировать ледяные кристаллы вокруг взвешенных минералов или других твердых частиц — так называемых центров нуклеации. Пылевые частицы могут служить ледообразующими ядрами (INPs) и ядрами конденсации облаков (CCN), способствуя формированию льда и капель. Особенно чувствительны к пыли смешанные облака, состоящие из воды и льда, при этом источники такой пыли до конца не изучены.

До сих пор исследования в основном фокусировались на засушливых и полузасушливых регионах низких и средних широт как источниках пыли. Однако последние данные указывают, что частицы пыли могут также происходить из свободных ото льда и растительности областей в высоких широтах. В данном исследовании ученые рассмотрели пыль, поступающую из областей зандровых равнин — отложений песка и гравия, вынесенных талыми ледниковыми водами. Эти регионы считаются основным источником пыли, переносимой ветром, в холодных высоких широтах.

«Мы обнаружили, что пыль, происходящая из зандровых равнин, может служить очень эффективными ядрами для ледообразования по сравнению с минеральной пылью из пустынь. Это связано с наличием небольшого количества органического вещества, обладающего очень высокой способностью к нуклеации льда», — говорит автор-корреспондент Ютака Тобо, доктор философии, доцент Национального института полярных исследований. «Наши полевые эксперименты и моделирование также позволяют предположить, что такая пыль ледникового происхождения может вносить значительный вклад в образование льда в нижних облаках Арктики, особенно в летний период».

В будущем исследователи планируют расширить свои выводы. «Недавние исследования показали, что значительные выбросы пыли могут происходить также в Гренландии, Северной Америке и Исландии, и мы пока не уверены в способности пыли из этих высокоширотных источников к образованию льда. Кроме того, ожидается, что недавнее быстрое и широкомасштабное отступление ледников может привести к более активным выбросам пыли из высоких широт в будущем. Поэтому для понимания возможного влияния высокоширотной пыли на текущие и будущие взаимодействия аэрозоль-облако-осадки в Арктике, более чувствительной к изменению климата, чем любой другой регион мира, потребуются дальнейшие комплексные исследования».