Электростанции производят больше ультрадисперсной пыли, чем транспорт

Ультрадисперсные частицы влияют как на здоровье, так и на климат. В городских районах основным источником этих мелких частиц считается автомобильный транспорт. Однако долгосрочная измерительная кампания исследователей из Карлсруэского технологического института (KIT) за пределами городов выявила источник, который особенно влияет на региональный климат: современные угольные электростанции. В Bulletin of the American Meteorological Society исследователи сообщают, как выбросы электростанций влияют на образование ультрадисперсных частиц и какое воздействие эти частицы оказывают на климат.

Хотя ультрадисперсные частицы (UFP) имеют диаметр менее 100 нм, они оказывают огромное влияние на природные процессы: «Они предоставляют поверхности для химических реакций в атмосфере или могут влиять на свойства облаков и осадков, выступая в качестве ядер конденсации», — говорит Вольфганг Юнкерманн из Института метеорологии и климатических исследований (IMK) KIT. Для изучения существования и распределения UFP эколог-физик вместе с австралийскими коллегами в течение последних пятнадцати лет совершал измерительные полеты по всему земному шару. Измерения также охватывали атмосферу за пределами городских «горячих точек», особенно в регионах с заметными тенденциями изменения осадков. В ходе полетов было обнаружено, что эти частицы выбрасываются угольными электростанциями и нефтеперерабатывающими заводами. «Очистка выхлопных газов происходит в условиях, оптимальных для нового образования частиц. Аммиак добавляется в выхлопные газы для преобразования оксидов азота в безвредные воду и азот». Поскольку этот аммиак доступен в правильном соотношении для образования частиц, концентрации в выхлопных газах чрезвычайно высоки.

После выброса на высоте 200–300 м очень мелкие частицы могут распространяться на несколько сотен километров в зависимости от погодных и климатических условий в атмосфере. Если эти частицы попадают в облака в качестве ядер конденсации, отдельные облачные капли изначально становятся меньше, и формирование дождевой капли занимает больше времени. Следовательно, на пространственное и временное распределение и интенсивность осадков оказывается влияние. «Это не обязательно приводит к меньшему количеству осадков, частицы могут даже усиливать экстремальные дождевые явления. Ветер определяет, где это происходит».

Для измерительных полетов климатологи использовали разработанный в KIT самый маленький в мире пилотируемый исследовательский самолет. Летающая лаборатория оснащена высокочувствительными приборами и датчиками, измеряющими частицы пыли, следовые газы, температуру, влажность, ветер и энергетический баланс. «Таким образом, мы обнаружили, что ископаемые электростанции тем временем стали самыми мощными отдельными источниками ультрадисперсных частиц в мире. Они сильно влияют на метеорологические процессы и могут вызывать экстремальные погодные явления».