Для многих слово "аэрозоль" может вызвать мысли о лаке для волос или баллончике с краской. Однако, точнее сказать, аэрозоли - это просто частицы, содержащиеся в атмосфере. Они могут быть созданы человеком, например, из автомобильных выхлопов или сжигания биомассы, или естественным образом, из таких источников, как извержения вулканов или морские брызги.
Аэрозоли составляют одну из самых больших неопределенностей в понимании климата Земли и, благодаря охлаждающему эффекту, маскируют значительную часть потепления, вызванного увеличением концентрации парниковых газов.
Один нерешенный вопрос в понимании взаимодействий аэрозоля и климата заключается в том, почему при изменении энергетического дисбаланса в верхних слоях атмосферы на единицу изменение температуры поверхности аэрозолей выше, чем парниковых газов. Это известно как чувствительность к климату. Принято считать, что более высокая чувствительность климата к аэрозолям обусловлена их более высокой концентрацией над поверхностью суши, которая нагревается и остывает быстрее, чем океаны.
В статье, недавно опубликованной в журнале Geophysical Research Letters Американского геофизического союза, исследователи из Йельского университета демонстрируют, что не только географическое распределение аэрозолей объясняет более высокую чувствительность климата, но и специфические взаимодействия в локальном масштабе с землей. поверхность.
Используя теоретическую основу для разделения реакции температуры поверхности на внешнее воздействие, исследование также обеспечивает механистическое понимание пространственных закономерностей локального изменения температуры из-за аэрозолей.
«С традиционными моделями климата существуют огромные неопределенности в отношении того, как аэрозоли влияют на температуру поверхности», - сказал Т. С. Чакраборти, доктор философии. студент F&ES, который написал статью в соавторстве с Сюхуи Ли, профессором метеорологии Сары Шалленбергер Браун.«Эта схема помогает объяснить, почему и как возникают некоторые из этих неопределенностей».
Известно, что аэрозоли увеличивают излучение в более длинных волнах (длинноволновое) и уменьшают излучение в более коротких волнах (коротковолновое). Сила этих эффектов зависит от размера и химической природы аэрозольных частиц. Используя структуру для анализа огромного набора данных, разработанного НАСА, Чакраборти обнаружил, что, хотя научное сообщество обычно считает длинноволновое воздействие аэрозолей менее важным, климат более чувствителен к нему, чем к коротковолновому эффекту.
Это связано с отсутствием коротковолнового эффекта ночью, когда атмосфера более стабильна и, следовательно, более чувствительна к радиации. Это также является результатом высокой чувствительности климата в засушливых районах, где преобладает длинноволновый эффект из-за присутствия аэрозолей из крупнозернистой минеральной пыли. В совокупности длинноволновые и коротковолновые эффекты уменьшают диапазон земной дневной температуры почти на один градус по Фаренгейту. При объединении восьми основных областей интереса, использованных в исследовании, примерно половина этого сокращения приходится на антропогенные аэрозоли.
По словам Чакраборти, существуют также долгосрочные тенденции, которые показывают усиление чувствительности местного климата в тропиках из-за вырубки лесов в период с 1980 по 2018 год, демонстрируя важность растительности в регулировании взаимодействия между аэрозолями и климатом.