Исследователи обнаружили доказательства того, что приземные биогенные выбросы органических веществ подавляют образование облаков в лесах с прохладным умеренным климатом осенью, что дает ключ к пониманию того, как глобальное потепление повлияет на образование облаков и климат в целом.
Субмикронные атмосферные аэрозоли, хотя они и не так заметны, играют ключевую роль в климатической системе. Они вызывают колебания температуры, рассеивая или поглощая солнечный свет, а также действуют как ядра конденсации облаков (CCN). Следовательно, они могут влиять на облачный покров и процесс выпадения осадков. Органическое вещество, составляющее до 90 процентов аэрозолей, часто связано с биогенными источниками.
Однако остается много вопросов о том, как различия в изменчивости и количестве биогенных органических веществ влияют на аэрозоли и образование облаков в прохладном умеренном лесу, растительность которого очень чувствительна к изменению климата.
В экспериментальном лесу Томакомай, прохладном лесу умеренного пояса на севере Японии, исследователи из Университета Хоккайдо собирали субмикронные атмосферные аэрозоли каждую неделю в течение примерно двух лет, в результате чего было получено 52 образца. Затем они проанализировали химический состав и активность CCN в образцах аэрозолей.
Их исследования выявили четкую сезонную изменчивость активности CCN, которая показала максимум летом и минимум осенью. Важно отметить, что активность CCN регулируется массовым соотношением сульфата и водорастворимой органики. Доля сульфатов, способствующих образованию облаков, выше летом, а водорастворимых органических веществ относительно выше осенью. Исследование показывает, что повышенное количество водорастворимых органических соединений может покрывать частицы сульфата, подавляя его активность CCN.
Кроме того, исследователи впервые обнаружили, что аэрозоли, происходящие из природных органических веществ, выбрасываемых из почвы и подстилки (опавших листьев) на лесной подстилке, могут подавлять образование облаков. Это позволяет по-новому взглянуть на традиционное мнение о том, что листья деревьев являются основным источником органических газов и аэрозолей, которые могут влиять на формирование облаков.
Ассистент профессора Юдзо Миядзаки из Университета Хоккайдо, который руководил исследованием, сказал: «В последние годы некоторые исследования показали, что количество органических веществ, выбрасываемых с лесной подстилки, аналогично или даже больше, чем выбрасываемое из листьев деревьев в лесных районах с прохладным умеренным климатом или в других более высоких широтах. Наши исследования должны дать ключ к оценке того, как различия в разнообразии и количестве органических веществ в высокоширотных зонах, уязвимых для глобального потепления, повлияют на образование облаков и общий климат в будущем."