Бури и озон могут играть ключевую роль в формировании облаков над тропическими лесами

Согласно исследованию международной группы под руководством Университета Пенсильвании, некоторые штормы переносят молекулы озона к пологу тропического леса, влияя на химические процессы, которые в конечном итоге сказываются на формировании облаков. Учёные провели девятимесячное исследование в центральной Амазонии в Бразилии, и их выводы могут быть использованы для улучшения климатических моделей, чтобы точнее оценить влияние Амазонки на будущие глобальные погодные режимы.

«Амазонские тропические леса играют важную роль в Южном полушарии, транспирируя влагу, которая переносится облаками во многие районы, нуждающиеся в осадках», — пояснил профессор метеорологии Хосе Д. Фуэнтес. — «Однако существует большой пробел в наших знаниях о фундаментальных процессах, влияющих на образование облаков».

Исследование проводилось в условиях «чистой» окружающей среды бразильской Амазонии, относительно свободной от озона и загрязняющих веществ. Мониторинг показал, что глубокие конвективные штормы переносят богатые озоном воздушные массы из атмосферы к поверхности, резко увеличивая приземную концентрацию озона с 5 частей на миллиард по объёму (ppbv) до почти 40 ppbv.

«Нисходящие потоки в таких штормах приносят молекулы озона из верхней тропосферы к поверхности, где они могут смешиваться и реагировать с другими химическими веществами», — отметил Фуэнтес. Увеличение концентрации озона у поверхности может влиять на несколько атмосферно-химических процессов, некоторые из которых, через реакцию с выделяемыми растениями углеводородами, могут воздействовать на образование облаков. Эти реакции приводят к формированию аэрозолей, которые служат ядрами конденсации («семенами облаков»).

Взаимодействие озона с углеводородами не только ускоряет образование аэрозолей, но и приводит к генерации гидроксильных радикалов (OH), которые являются ключевым окислителем в нижней атмосфере. Увеличение озона с 5 до 30 ppbv может почти удвоить скорость производства этих радикалов. В результате время жизни углеводородов резко сокращается: например, для монотерпенов оно уменьшилось с 90 часов при 10 ppbv озона до 20 часов при 40 ppbv. Уровни озона оставались повышенными более двух часов после шторма, продлевая период окисления.

Исследование также выявило присутствие более 25 различных типов углеводородных газов, естественно производимых в амазонских лесах, каждый из которых может играть роль в образовании облаков. «Чем больше мы знаем об атмосферной химии тропического леса и её влиянии на облачность, тем лучше мы поймём роль Амазонки в глобальных погодных режимах», — заключил Фуэнтес.

Результаты исследования опубликованы в журнале Atmospheric Environment.