Пыль, дующая на высокие горы в западных Гималаях, является более важным фактором, чем считалось ранее, в ускорении таяния там снега, показывают исследователи в исследовании, опубликованном 5 октября в журнале Nature Climate Change.
Это потому, что пыль - в Гималаях ее много - поглощает солнечный свет, нагревая окружающий ее снег.
Оказывается, пыль, переносимая на сотни миль из частей Африки и Азии и приземляющаяся на очень больших высотах, оказывает сильное влияние на снежный цикл в регионе, который является домом для одной из самых больших масс снега и лед на Земле», - сказал Юн Цянь, атмосферный ученый из U. S. Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория Министерства энергетики.
Киан и Чандан Саранджи, ранее занимавшие постдокторскую степень в PNNL, а теперь работающие в Индийском технологическом институте в Мадрасе в Индии, являются авторами исследования.
Более 700 миллионов человек в Юго-Восточной Азии, а также в некоторых частях Китая и Индии зависят от таяния снега в Гималаях для удовлетворения большей части своих потребностей в пресной воде летом и ранней осенью, что заставляет ученых срочно выяснять факторы, влияющие на более раннее таяние снега в регионе.
В исследовании, финансируемом НАСА, ученые проанализировали некоторые из самых подробных спутниковых изображений Гималаев, когда-либо сделанных, для измерения аэрозолей, высоты над уровнем моря и характеристик поверхности, таких как наличие пыли или загрязнения на снегу.
Пыли, копоти, солнца и снега: эффект альбедо
Темные предметы на снегу или в снегу поглощают солнечный свет более эффективно, чем чистый белый снег, чья отражательная способность отражает солнечный свет настолько сильно, что снег может ослеплять в яркий солнечный день. Но снег возле объекта, поглощающего солнечный свет, - например, снег на машине темного цвета, где часть крыши открыта, - нагревается и тает быстрее, чем чистый снег.
Ученые используют слово «альбедо», чтобы обсудить, насколько хорошо поверхность отражает солнечный свет. У грязного снега низкое альбедо, а у чистого снега альбедо высокое. Пыль и сажа снижают альбедо снега, в результате чего снег поглощает больше света, нагревается и тает быстрее.
Эффект альбедо на больших высотах имеет решающее значение для жизни миллионов людей, которые полагаются на таяние снега в качестве источника питьевой воды. Более темный и грязный снег тает быстрее, чем чистый снег, что меняет время и количество снеготаяния и влияет на сельское хозяйство и другие аспекты жизни.
Мощный эффект грязного снега
Команда обнаружила, что пыль играет гораздо большую роль в таянии снега, чем сажа и другие формы загрязнения, известные как черный углерод, на высоте более 4500 метров. Ниже преобладает черный углерод.
Это сюрприз для ученых, которые отмечают, что гораздо больше исследований изучали роль черного углерода, чем пыли в таянии снега.
Пыль заносится в западные Гималаи с запада - из пустыни Тар на северо-западе Индии, из Саудовской Аравии и даже из Сахары в Африке. Пыль поднимается ветром на высоту в тысячи футов, что ученые называют приподнятыми аэрозольными слоями.
Хотя пустынная пыль является естественным явлением, ученые говорят, что ее распространенность в Гималаях не лишена влияния человека. Повышение температуры изменило атмосферную циркуляцию, влияя на ветры, которые могут разносить пыль на сотни и тысячи миль. Изменение моделей землепользования и рост развития привели к сокращению растительности, высвобождению пыли, которая в противном случае была бы привязана к земле.
Цянь был одним из первых ученых, разработавших сложные инструменты моделирования для анализа того, как примеси, такие как пыль и сажа, влияют на скорость таяния снега. Он сделал эту раннюю работу более десяти лет назад в горах на западе США.
«Вполне вероятно, что эти результаты применимы к другим высоким горным цепям, включая Скалистые горы, Сьерры и Каскады в Северной Америке и несколько горных цепей в Азии, таких как Кавказ и Урал», - сказал Цянь.
Большая часть данных для исследования поступает из спутниковых изображений, полученных с помощью нескольких инструментов НАСА, в том числе лидара облачных аэрозолей и спутниковых наблюдений в инфракрасном диапазоне Pathfinder (CALIPSO), OMI (инструмент мониторинга озона) и MODIS (визуализация среднего разрешения). Спектрорадиометр). Эти инструменты могут обнаруживать пыль и другие аэрозоли в атмосфере, а также измерять снежный покров и альбедо на высоте сотен миль над Землей. Имея данные из этих и других источников, команда PNNL провела масштабное компьютерное моделирование рабочих процессов.
Стойкая пыль
Частицы пыли обычно остаются в снегу дольше, чем черный углерод, отмечают ученые. Пыли обычно немного больше; его не так легко сдуть со снега и он не так легко проваливается сквозь снег. Там еще много всего.
«Снег в западных Гималаях быстро тает. Нам нужно понять, почему это происходит, и нам нужно понять последствия», - сказал Саранджи. «Мы показали, что пыль может быть большой причиной ускоренного таяния снега. Сотни миллионов людей в регионе используют снег для получения питьевой воды - нам нужно серьезно учитывать такие факторы, как пыль, чтобы понять, что происходит».
Циан отмечает, что по мере потепления климата и перемещения снеговой линии выше ученые ожидают, что роль пыли станет еще более заметной в Гималаях - регионе, который, помимо Арктики и Антарктики, содержит наибольшую массу снег и лед на планете.