Pozemné a satelitné pozorovania v Spojených štátoch naznačujú, že zvýšené hladiny peľu počas jari prispievajú k zvýšeniu oblačnosti a zrážok, a to aj v teplotnom rozsahu -15 až -25 stupňov Celzia. Môže peľ ovplyvniť tvorbu oblakov?
V tomto článku vám to povieme Ako peľ ovplyvňuje tvorbu oblakov a vzorce zrážok.
Peľ a námraza
Podľa Dr. Jana Kretzschmara, hlavného autora štúdie, "laboratórne výsledky ukazujú, že peľ pôsobí ako ľadové jadro, ovplyvňuje teplotu mrazu vody v oblakoch a uľahčuje zrážky." Pri absencii týchto ľadových nukleujúcich častíc (INP) voda v oblakoch zamrzne iba pri teploty pod -38 stupňov Celzia. Výsledky tohto výskumu boli publikované v Environmental Research Letters.
„V projekte Breathing Nature Cluster of Excellence sme nastolili otázku, či je možné tento efekt pozorovať za hranicami laboratória a skúmali sme naň vplyv zmeny klímy a straty biodiverzity,“ hovorí spoluautor profesor Johannes Quaas. ktorý pôsobí ako profesor teoretickej meteorológie v Lipsku a je hovorcom konzorcia Breathing Nature.
Význam peľu pri tvorbe oblakov
Ak vezmeme do úvahy globálny kontext, vplyv peľu na tvorbu ľadu je v porovnaní napríklad s prachom pomerne malý. Jeho vplyv je však značný regionálne aj sezónne. Najmä na jar sa do atmosféry uvoľňuje značné množstvo peľu, ktoré sa dostáva do vrstiev studeného vzduchu.
Kretzschmar vysvetľuje, že vďaka svojej veľkosti, Peľ je v atmosfére prítomný krátko. „Náš výskum zdôrazňuje dôležitosť menších peľových fragmentov, ktoré vznikajú, keď sa peľ rozpadá vo vlhkých podmienkach. "Tieto drobné častice pretrvávajú vo vzduchu po dlhú dobu a ak sú prítomné v primeranom množstve, môžu preniknúť do chladnejších vrstiev atmosféry, čím iniciujú tvorbu ľadu."
Klimatické zmeny zhoršujú účinky peľu
Klimatické zmeny spôsobené človekom menia začiatok peľovej sezóny, predlžujú jej trvanie a zvyšujú koncentrácie peľu v atmosfére. Očakáva sa, že tieto vzorce budú v priebehu storočia výraznejšie, čo môže viesť k zvýšeniu frekvencie aj intenzity lokalizovaných zrážok.
Ďalší aspekt štúdie sa týka dôležitosti biodiverzity. Početné druhy rastlín vyžarujú každú jar súčasne značné množstvo peľu, čo ovplyvňuje tvorbu oblakov a koncentráciu ľadových častíc v atmosfére. Je nevyhnutné pokračovať v skúmaní týchto interakcií zlepšiť pochopenie úlohy peľu vo vývoji klímy a začleniť ho do nadchádzajúcich klimatických modelov.
Kretzschmar hovorí: "Ak presne simulujeme vplyv peľu a jeho interakcie s klímou, môžeme zlepšiť presnosť našich predpovedí." Výskum sa uskutočnil v spolupráci s Ústavom meteorológie Univerzity v Lipsku, Leibnizovým inštitútom pre výskum troposféry (TROPOS), Nemeckým centrom pre integrovaný výskum biodiverzity (iDiv) Halle-Jena-Leipzig a Max Institute Planck of Biogeochemistry .
Kondenzačné jadrá
Hoci je peľ bežne spájaný s procesmi opeľovania rastlín a alergickými reakciami, zohráva dôležitú úlohu aj pri tvorbe oblakov. Peľové zrná spolu s ich základnými časticami (známe ako peľové subčastice alebo SPP), Môžu fungovať ako kondenzačné jadrá slúžiace ako základ pre vývoj ľadových oblakov alebo cirrusových oblakov., ktoré sú zložené z kryštalickej vody.
Výskumný tím Texaskej univerzity A&M pozostávajúci z Brianny Matthewsovej, Alyssy Alsante a Sarah Brooksovej skúmal vplyv zmien vlhkosti na emisiu peľu a peľových častíc ryegrass (Lolium sp.) a ambrózie (Ambrosia trifida). Okrem toho skupina skúmala úlohu týchto častíc pri tvorbe oblakov. Výsledky ich štúdie boli publikované v Journal of Earth and Space Chemistry Americkej chemickej spoločnosti.
Je peľ faktorom, ktorý prispieva ku klimatickým zmenám?
Prebiehajúca zmena klímy, dôsledok ľudskej činnosti, spôsobuje zvýšenie priemerných globálnych teplôt, čo následne predlžuje trvanie uvoľňovania peľu. Pri vystavení vlhkosti vo vzduchu, Peľové zrná sa môžu rozpadnúť na drobné peľové častice menšie ako jeden mikrón.
Peľové zrná aj častice majú schopnosť hromadiť sa a spúšťať nukleáciu kvapiek v atmosfére. Tento jav vedie k vytvoreniu viacerých oblakov, ktoré si zachovávajú alebo zachovávajú svoje zásoby vody. Aj keď toto zadržiavanie vody môže byť výhodné tým, že odráža slnečné žiarenie späť do vesmíru, čím prispieva k ochladzovaniu Zeme, má tiež potenciál zachytávať a reemitovať teplo vyžarujúce z povrchu Zeme.
Tento jav je súčasťou prospešného systému spätnej väzby, známeho ako spätná väzba cloud-skleník, ktorý prispieva k zintenzívneniu globálneho otepľovania.
Analýza peľu a modelovanie klímy
Aby vedci pochopili vplyv vlhkosti a vetra na peľ, zozbierali vzorky peľu z ryže a ambrózie a vystavili ich rôznym stupňom vlhkosti vzduchu a krátkym nárazom vetra v plne vybavenej komore. Táto simulácia bola navrhnutá tak, aby reprodukovala podmienky vyskytujúce sa v prirodzenom prostredí.
Výskumný tím vyhodnotil počet SPP spojených s každým peľovým zrnkom a ich nukleačné schopnosti. Neočakávane boli odhadované SPP pre tieto rastliny výrazne nižšie, ako naznačili predchádzajúce experimenty; konkrétne, Zistilo sa, že merania sú 10 až 100-krát väčšie. Tento nesúlad v experimentálnych výsledkoch možno pripísať predchádzajúcemu použitiu menej presných techník na rozptýlenie peľu a generovanie SPP.
Výskumníci zistili, že celé peľové zrná, a nie pevné častice peľu, boli účinnejšie pri uľahčovaní tvorby oblakov. Revidované parametre spolu s množstvami emitovaných častíc a peľových zŕn, Majú potenciál zlepšiť presnosť klimatických modelov.
