Климат: Йодная кислота влияет на формирование облаков на Северном полюсе

Арктика нагревается в два-три раза быстрее, чем остальная часть планеты. Это усиленное потепление связано с несколькими факторами, но относительная важность каждого из них до сих пор неясна. «Однако мы знаем, что облака могут играть важную роль, — говорит Джулия Шмале, профессор EPFL, возглавляющая Лабораторию исследований экстремальных сред. — Отражая солнечные лучи обратно в космос или удерживая тепло близко к поверхности Земли, как одеяло, облака помогают либо охлаждать, либо нагревать планету».

Ученые, включая Шмале, провели несколько недель, собирая данные вблизи Северного полюса в августе и сентябре 2018 года в рамках шведско-американской экспедиции Arctic Ocean 2018 на борту ледокола Oden. Они измеряли химические и физические свойства атмосферных молекул и аэрозольных частиц, чтобы лучше понять условия, ведущие к образованию облаков.

Одной из целей было исследовать, как новые аэрозольные частицы могут формироваться в арктической атмосфере. В нужных условиях молекулы газа конденсируются в небольшие кластеры, которые могут расти и в итоге образовывать аэрозоли. Если эти аэрозоли вырастут даже немного, они могут служить ядрами конденсации облаков, которые необходимы для их формирования.

Исследовательская группа обнаружила, что йодная кислота, химическое соединение, ранее не наблюдавшееся в этом регионе, запускает образование новых аэрозолей в период с конца лета до начала осени. Концентрация йодной кислоты резко возрастает с началом периода замерзания, когда температура падает и вода начинает замерзать, что приводит к частым событиям образования новых аэрозольных частиц.

Ученые разработали простую модель, объясняющую изменчивость йодной кислоты в атмосфере, которая в значительной степени зависит от местных метеорологических условий. Они также смогли описать всю цепочку событий — от молекулы газа, создающей частицу, до формирования ядер конденсации облаков. «Наблюдать и описывать этот процесс в реальных условиях было чрезвычайно редкой возможностью», — отмечает Шмале.

Эти выводы, недавно опубликованные в Nature Communications, позволяют лучше понять роль биогеохимических процессов в формировании облаков над арктическим паковым льдом и, возможно, в арктическом потеплении.