Zanieczyszczenia sprawiają, że letnie chmury burzowe mocniej nagrzewają atmosferę. Nowo zaobserwowany proces wciąż jeszcze kryje wiele kwestii do wyjaśnienia. Badacze włączą go teraz do globalnych modeli klimatycznych, bo może mieć duży wpływ na cyrkulację powietrza w całych regionach.

Wyniki badań zespołu naukowców kierowanego przez Jiwena Fana z Pacific Northwest National Laboratory opublikowało czasopismo „Geophysical Research Letters”. Opisują one zaobserwowany pierwszy raz przez naukowców proces, w którym zanieczyszczenia powodują wzrost ocieplenia powiększając chmury deszczowe.

 

– Zanieczyszczenia wzmacniają kłębiaste chmury burzowe, przez ich górne warstwy w kształcie kowadła rozprzestrzeniają się wysoko w atmosferze i wychwytują ciepło. Dzieje się tak zwłaszcza w nocy – tłumaczy autor badania, klimatolog Jiwen Fan z Department of Energy’s Pacific Northwest National Laboratory.

– Na globalnych modelach klimatycznych nie widać tego efektu, ponieważ symulowane w nich chmury burzowe zawierają za mało szczegółów – powiedział Fan. Dlaczego nowe obserwacje są tak istotne?- Duża ilość ciepła uwięziona przez wzbogacone zanieczyszczeniami chmury może potencjalnie wpływać na regionalną cyrkulację i modyfikować systemy pogodowe – zaznacza klimatolog.

Skomplikowane i dynamiczne chmury burzowe

Chmury to jeden z najmniej poznanych elementów systemu klimatycznego Ziemi. Te burzowe, nazywane konwekcyjnymi, odbijąją wiele energi słonecznej z powrotem w przestrzeń kosmiczną, chwytają ciepło, które wznosi się od powierzchni Ziemi i zwracają odparowaną wodę w postaci deszczu, dzięki czemu są ważną częścią cyklu klimatycznego.

 

Ze względu na swój skomplikowany, dynamiczny charakter stwarzają trudności w parametryzacji – dlatego naukowcom trudno jest uzyskać dokładne odczyty po włączeniu ich do globalnego modelu klimatycznego.

Wewnątrz chmury burzowej ciepłe powietrze unosi się, spychając aerozole (małe cząsteczki zanieczyszczeń i pyłu) do góry. Wyżej para wodna skrapla się, chłodzi i kondensuje na aerozolach, formując w krople budujące chmurę.Jednocześnie zimne powietrze opada, tworząc cykl konwekcyjny. W górnej części chmura rozchodzi się jak kowadło.

Zanieczyszczenia mnożą krople wody

Gdy nie jest zbyt wietrznie, zanieczyszczenie powodują powiększanie chmur. Dzieje się tak dlatego, że cząstki zanieczyszczeń sprawiają, iż powstaje więcej kropelek, które są zbyt małe, aby spaść jako deszcz. Unoszą się jeszcze wyżej, zamarzają i absorbują więcej pary wodnej. Wszystkie te procesy prowadzą do powstawania większych chmur konwekcyjnych, które dłużej się utrzymują. 

Jiwen Fan i naukowcy z jego zespołu utworzyli symulacje komputerowe dla dwóch różnych systemów burzowych: ciepłych letnich burz w południowo-wschodnich Chinach i chłodnych, wietrznych układów frontowych na Wielkich Równinach w Oklahomie.

Symulacje pozwoliły naukowcom obserwować rozwój chmur. Następnie wprowadzili oni do modeli modyfikacje, różnicując takie czynniki jak prędkość wiatru i zanieczyszczenia powietrza. Stwierdzili, że w przypadku ciepłych burz letnich zanieczyszczenia prowadziły do nasilenia zjawisk i powiększenia górnych części chmur w kształcie kowadła.

Większe ocieplenie w dzień i nocą

W porównaniu do tych, które rozwinęły się w czystym powietrzu, wzbogacone zanieczyszceniami większe chmury zarówno mocniej się ocieplały, jak i mocniej schładzały. Zwykle jednak dominował efekt ocieplenia. Było ono zaskakująco silne w górnej warstwie atmosfery w ciągu dnia, kiedy wystąpiły burze. Wzmocnione pzrez zanieczyszcenia chmury zatrzymały również więcej ciepła w nocy.

– Te liczby dla ocieplenia są bardzo duże, ale są one obliczane tylko dla dnia wystapienia burz. Dla dłuższego okresu czasu, np. miesiąca lub pory roku, średnia ocieplenia będzie mniejsza, ponieważ te chmury nie występują codziennie – wyjaśnił Fan.

Naukowcy będą teraz badać te procesy właśnie dla dłuższych okresów. Spróbują także włączyć zaobserwowany proces wpływu zanieczyszczeń na powiększanie się chmur burzowych do globalnych modeli klimatycznych.


Źródło: science daily, tvnmeteo.pl

Polecane: