Воздушное исследование раскрывает удивительно большую роль пыли пустынь в формировании перистых облаков

Ежегодно в атмосферу поднимаются несколько миллиардов тонн минеральной пыли из засушливых регионов мира, что делает её одним из самых распространенных типов аэрозольных частиц. Новое исследование показывает, что крошечные частицы пыли из самых жарких и сухих частей Земли играют неожиданно большую роль в формировании нежных, волокнистых ледяных облаков, известных как перистые, в холодных высоких слоях атмосферы.

Хотя учёным было известно, что частицы пустынной пыли могут служить ядрами конденсации для некоторых облаков, масштабы этой взаимосвязи оставались неясными. Новое исследование, основанное на крупнейшей в истории миссии по атмосферному отбору проб с воздуха и опубликованное в Nature Geoscience, проливает свет на роль пыли в климатической системе. «Перистые облака, инициированные пылью, удивительно распространены и составляют от 34 до 71% всех перистых облаков вне тропиков», — пояснил ведущий автор Карл Фройд. «Возможно, ещё более удивительно, что мы обнаружили: хотя пустыня Сахара, безусловно, является крупнейшим в мире источником пыли, пустыни Центральной Азии часто оказываются более важными источниками для формирования перистых облаков».

Анализ атмосферных измерений, собранных над удалёнными районами океанов в ходе трёхлетней миссии NASA «Атмосферная томография» (ATom), показывает, что пыль играет доминирующую роль в формировании перистых облаков в обоих полушариях, и что некоторые пустыни гораздо эффективнее других способствуют созданию облаков.

Исследователи обнаружили континентальную пыль практически на всех высотах и широтах, где проводились замеры, включая район Южного океана, удалённую часть Тихого океана и Антарктиду. Количество пыли в верхних слоях тропосферы, где формируются перистые облака, было очень низким, но пыль была повсеместной. Даже в низких концентрациях пыль играла большую роль в определении свойств облаков.

Обширные данные о пыли, собранные в ходе ATom, были включены в детальную атмосферную модель, способную имитировать формирование перистых облаков. Результаты моделирования показали, что метеорологические условия ниже по течению от пустынных регионов оказались более важными для формирования перистых облаков, чем просто количество выбрасываемой пыли. Например, Сахара даёт 60% глобальных выбросов пыли, но лишь небольшая её часть переносится вертикально в холодные условия верхней тропосферы, где она может служить ядром для ледяных кристаллов перистых облаков. В то же время сухая конвекция и Азиатский летний муссон более эффективно поднимают пыль из Центральной Азии.

Правильное моделирование количества пыли и формирования перистых облаков важно для понимания их роли в климате. В отличие от пушистых белых облаков на меньших высотах, которые отражают солнечный свет, высокие перистые облака оказывают чистое согревающее воздействие на климат, удерживая тепло, которое в противном случае ушло бы в космос. Удивительно большая роль минеральной пыли в глобальном контроле формирования перистых облаков устанавливает её критическую роль в климатической системе Земли.

«С изменением климата пустыни по всему миру меняются, и вместе с ними меняются выбросы пыли. Эти новые данные помогают сосредоточить наше внимание на наиболее важных пустынях с точки зрения формирования перистых облаков», — добавил Фройд. «Эти результаты — яркий сигнал для научного сообщества, изучающего аэрозоли и облака, о том, что нам необходимо улучшить описание пыли и облакообразования в климатических моделях для более точного прогнозирования текущего и будущего климата».