Когда частица влияет на шторм

Метеоролог Исследовательской лаборатории ВМС США Джеффри Рид возглавляет исследования роли аэрозольных частиц и их взаимосвязей с муссонной метеорологией, облаками и солнечной радиацией.

Международная полевая кампания Cloud, Aerosol and Monsoon Processes Philippines Experiment (CAMP2Ex), крупнейшая на сегодняшний день в морской Юго-Восточной Азии, изучала тропическую погоду и аэрозоли в регионе с августа по октябрь прошлого года. Рид, как научный руководитель миссии, отвечал за ежедневные операции и обеспечил сбор данных более чем 150 учеными.

Исследователи стремились ответить на три ключевых вопроса: влияют ли аэрозольные частицы на погоду и осадки в тропиках, как это влияние сказывается на жизненном цикле самих аэрозолей и как аэрозоли и облака влияют на радиационный энергетический баланс региона. Филиппинских ученых особенно интересовали последствия муссонной метеорологии для региональной гидрологии, океанографии и качества воздуха.

Филиппинский архипелаг с его уникальными геологическими особенностями и экстремальными погодными условиями — идеальное место для таких исследований. Ежегодно через страну, расположенную в Тихоокеанском поясе тайфунов, проходит 20–21 циклон, 5–6 из которых обрушиваются на острова. «Возможность более точно и заблаговременно предсказывать [крупные погодные явления] имеет очевидные преимущества, не в последнюю очередь для безопасности людей», — сказал Хэл Маринг, научный руководитель программы CAMP2Ex в NASA.

Аэрозольные частицы, служащие ядрами конденсации для капель облаков, являются важной частью гидрологического цикла. Они могут иметь как антропогенное происхождение (выхлопы автомобилей, сжигание биомассы, промышленные выбросы), так и естественное (пыль Сахары, морская соль). Изменение количества частиц в атмосфере влияет на количество капель в облаках, их радиационные свойства, продолжительность жизни и, в конечном счете, на осадки. «Обратная связь между выбросами, фотохимией и тем, как облака изменяют эти аэрозольные частицы, сложна. В одних случаях частицы подавляют осадки, в других — могут усиливать штормы», — пояснил Рид.

Кампания стала результатом масштабной координации между правительствами, академическими и частными организациями США и Филиппин. Ученые использовали самолеты NASA P-3 Orion и SPEC Learjet для сбора данных в различных условиях: от массивных шлейфов дыма от пожаров на Борнео и загрязнения мегаполисов до чистых воздушных масс и формирующихся тропических циклонов. Параллельно исследователи Управления военно-морских исследований (ONR) собирали климатические данные с исследовательского судна Sally Ride у побережья Филиппин в рамках программы PISTON.

«Юго-Восточная Азия — это котел испарения и конвекции. Водяной пар, попадающий здесь в атмосферу, может в конечном итоге достичь США», — отметил Рид. Собранные данные будут использованы для улучшения глобальных моделей прогнозирования погоды. Однако анализ огромного массива информации займет время: «Регион настолько сложен, что мы будем анализировать данные как минимум еще пять лет».