Когда облака поднимают тропические воздушные массы выше в атмосферу, этот воздух может переносить газы, которые превращаются в мельчайшие частицы, запуская процесс, который может в конечном итоге осветлить нижние облака, согласно исследованию, проведенному под руководством CIRES, опубликованному сегодня. в природе. Облака изменяют радиационный баланс Земли и, в конечном счете, климат, в зависимости от того, насколько они яркие. И в новой статье описывается процесс, который может происходить на более чем 40 процентах поверхности Земли, что может означать, что сегодняшние климатические модели недооценивают охлаждающее воздействие некоторых облаков.
«Понимание того, как эти частицы формируются и влияют на свойства облаков в тропиках, поможет нам лучше представлять облака в климатических моделях и улучшать эти модели», - сказала Кристина Уильямсон, ученый CIRES, работающий в Отделе химических наук NOAA и авторе статьи. ведущий автор.
Исследовательская группа составила карту того, как формируются эти частицы, используя данные одного из крупнейших и самых продолжительных исследований атмосферы с воздуха, полевой кампании, которая охватила Арктику и Антарктику в течение трехлетнего периода.
Уильямсон и ее коллеги из CIRES, CU Boulder, NOAA и других учреждений, включая ученого CIRES Хосе Хименеса, провели глобальные измерения аэрозольных частиц в рамках миссии НАСА по томографии атмосферы, или ATom. Во время ATom полностью оборудованный самолет НАСА DC-8 совершил четыре полета от полюса к полюсу, каждый из которых состоял из множества полетов в течение 26-дневного периода, над Тихим и Атлантическим океанами в каждый сезон. Самолет пролетел от уровня моря до высоты около 12 км, непрерывно измеряя парниковые газы, другие следовые газы и аэрозоли.
«ATom - это летающая химическая лаборатория», - сказал Уильямсон. «Наши инструменты позволили нам охарактеризовать аэрозольные частицы и их распределение в атмосфере». Исследователи обнаружили, что газы, переносимые на большие высоты глубокими конвективными облаками в тропиках, образуют большое количество очень мелких аэрозольных частиц. Этот процесс называется преобразованием газа в частицы..
Вне облаков воздух опускался к поверхности, и эти частицы росли по мере того, как газы конденсировались на одних частицах, а другие слипались, образуя меньшее количество более крупных частиц. В конце концов, некоторые из частиц стали достаточно большими, чтобы влиять на свойства облаков в нижней тропосфере.
В своем исследовании исследователи показали, что эти частицы осветляют облака в тропиках. «Это важно, поскольку более яркие облака отражают больше солнечной энергии обратно в космос», - сказал Уильямсон.
Команда наблюдала это образование частиц в тропиках над Тихим и Атлантическим океанами, и их модели предполагают глобальную полосу образования новых частиц, покрывающую около 40 процентов поверхности Земли.
В местах с более чистым воздухом, где меньше частиц из других источников, влияние образования аэрозольных частиц на облака больше. «И мы проводили измерения в более отдаленных и чистых местах во время полевой кампании ATom», - сказал Уильямсон.
То, как именно аэрозоли и облака влияют на радиацию, является большим источником неопределенности в климатических моделях. «Мы хотим правильно представить облака в климатических моделях», - сказал Уильямсон. «Наблюдения, подобные тем, что представлены в этом исследовании, помогут нам лучше ограничивать аэрозоли и облака в наших моделях и могут способствовать улучшению модели».