Роль «грязи»: исследование показывает, что загрязнение не меняет скорость формирования капель

При формировании капель, из которых состоят облака, небольшое количество вязкого и маслянистого органического материала, по-видимому, не имеет большого значения. Это хорошая новость для снижения неопределённости в прогнозах климатических моделей.

Понимание образования облаков важно для точного климатического моделирования, и оно начинается с изучения капель. Капли формируются, когда водяной пар притягивается к частицам, плавающим в атмосфере. Эти частицы включают пыль, морскую соль, микроорганизмы, сажу, серу и органический материал, который может быть вязким и маслянистым. В течение многих лет учёные полагали, что частицы, покрытые такой органической «грязью» (продуктом сгорания нефти и биомассы), могут формировать капли медленнее, что значительно повлияло бы на образование облаков.

Однако исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Science, опровергает это давнее убеждение. На основе аэро- и наземных измерений формирования капель в десяти различных районах Северного полушария исследователи из Технологического института Джорджии сообщают, что органические покрытия на частицах, по-видимому, не влияют существенно на скорость образования капель. Учёные изучили широкий спектр частиц, включая богатые углеводородами органические частицы от разлива нефти Deepwater Horizon 2010 года в Мексиканском заливе.

«Оказывается, неважно, сколько этой "грязи" есть — или нет — капли формируются за одно и то же время», — сказал Афанасиос Ненес, профессор Школы наук о Земле и атмосфере и Школы химической и биомолекулярной инженерии в Georgia Tech. «Даже в экстремальных условиях, таких как Deepwater Horizon, скорость образования капель на частицах над местом разлива не отличается от таковой для типичных частиц морской соли».

Облака могут удерживать тепло, излучаемое с поверхности Земли, способствуя потеплению климата, но также отражать солнечный свет обратно в космос, создавая охлаждающий эффект. Поэтому прогнозирование изменения облачного покрова крайне важно для климатического моделирования. «Если бы капли формировались медленнее, в облаках образовывалось бы больше капель, что влияло бы на свойства облаков и их климатические эффекты», — пояснил Ненес.

Для решения этого вопроса исследователи с 2004 года использовали мини-камеру формирования облаков на борту самолёта в ходе десяти миссий NASA, NSF, NOAA и ONR. Они брали пробы в различных условиях: от чистого воздуха Арктики до дыма лесных пожаров в Канаде и загрязнённых воздушных масс над США, Мексикой и Средиземноморьем. Несмотря на разный состав частиц, скорость их превращения в капли (коэффициент конденсации) оставалась неизменной.

«Это хорошо для атмосферных и климатических учёных, потому что часть неопределённости в формировании капель и воздействии аэрозолей исчезает», — добавил Ненес. Исследование обеспечивает небольшой, но важный шаг к снижению неопределённости в климатическом моделировании.