Команда хіміків-атмосферників наблизилась до того, що вважається «святим граалем» науки про зміни клімату: першим в історії прямим виявленням біологічних частинок у крижаних хмарах. Експеримент Ice in Clouds - команда шару хмар (ICE-L) встановила мас-спектрометр на літаку С-130 і здійснила серію швидкісних польотів через тип хмари, відомий як хвиля хмари. Аналіз кристалів льоду виявив, що частинки, які розпочали свій ріст, майже повністю складаються з пилу чи біологічного матеріалу, такого як бактерії, грибкові спори та рослинний матеріал. Хоча давно відомо, що мікроорганізми потрапляють у повітря і проїжджають великі відстані, це дослідження першим отримало прямі дані про те, як вони працюють для впливу на формування хмар.
Команда під керівництвом Кімберлі Пратер та Керрі Пратт з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго, Інститут океанографії Скриппса, провела на місці вимірювання залишків хмарного крижаного крижа і виявила, що половина мінерального пилу, а третину складають з неорганічного іони, змішані з азотом, фосфором та вуглецем - знакові елементи біологічної речовини.
Швидкість другої секунди аналізу дозволила дослідникам розрізняти краплі води та частинки льоду. Крижані ядра рідше, ніж ядра крапель.
Команда продемонструвала, що і пил, і біологічний матеріал справді утворюють ядра цих частинок льоду, що раніше можна було моделювати лише в лабораторних експериментах.
"Це насправді було для нас святим вимірюванням грааля", - сказав Пратер.
"Розуміння того, які частинки утворюють крижані ядра, а які мають надзвичайно низькі концентрації, і їх по суті важко виміряти, означає, що ви можете почати розуміти процеси, які призводять до опадів. Будь-яка нова інформація, яку ви можете отримати, є критичною. "
Отримані дані свідчать про те, що біологічні частинки, що потрапляють у пилові бурі, допомагають викликати утворення хмарного льоду, і що їхній регіон походження має значення. Дані все більше свідчать про те, що пил, що транспортується з Азії, може впливати на опади, наприклад, у Північній Америці.
Дослідники сподіваються використовувати дані ICE-L для проектування майбутніх досліджень, приурочених до подій, коли такі частинки можуть грати більшу роль у спричиненні дощу чи снігопаду.
"Якщо ми зрозуміємо джерела частинок, що зменшують хмари, та їх відносну численність, то ми можемо визначити їх вплив на клімат", - сказав Прат, головний автор статті.
Вплив крихітних повітряних частинок, званих аерозолями, на утворення хмар було для науковців одними з найскладніших аспектів погоди та клімату.
У науці про зміну клімату, яка отримує багато своїх прогнозів на основі комп'ютерного моделювання явищ клімату, взаємодія аерозолів та хмар представляє те, що вчені вважають найбільшою невизначеністю при моделюванні прогнозів на майбутнє.
"Відбираючи в реальному часі хмари з літального апарату, ці слідчі змогли отримати інформацію про частинки льоду у хмарах на безпрецедентному рівні деталізації", - сказала Енн-Марі Шмольтнер з відділу атмосферних наук NSF, який фінансував дослідження.
Джерело: EurekAlert
