Автор: Дарья Колмина
"Питерские заметки", 05.09.2023:
Когда речь идет о тенденциях глобального потепления, Арктика выделяется как самая беспокойная аномалия. Здесь потепление происходит почти в четыре раза быстрее, чем в среднем по планете, и мельчайшие частицы играют важную роль в этом процессе. Ученые давно знают, что загрязнения из других регионов могут накапливаться в арктической атмосфере, где они изменяют химический состав воздуха, поглощают солнечный свет и влияют на местные погодные условия, вызывая локальное потепление, которое расплавляет лед и снег. Такие частицы массово концентрируются в морской соли, но их механизмы образования и влияние на арктический климат оставались неясными.
Группа учёных под руководством Джиана Ванга, директора Центра по изучению мелких частиц и инженерии (CASE) и профессора по энергетике, экологии и химической инженерии в Инженерной школе Маккелви Университета Вашингтона в Сент-Луисе, исследовали производство и влияние частиц морской соли на потепление в Арктике. Результаты их работы, опубликованные 4 сентября в журнале Nature Geoscience, показали обильное производство мелких частиц морской соли от снежных бурь в центральной Арктике, что увеличивает концентрацию частиц и облакообразование.
"За последние десятилетия ученые определили 'арктическую дымку' как основной источник мелких частиц в Арктике зимой и весной. Эта дымка возникает из-за долгосрочного транспорта загрязнителей", - сказал Сянда Гонг, первый автор исследования и бывший сотрудник лаборатории Ванга. "Однако наше исследование показывает, что местные снежные бури, производящие морскую соль, вносят более существенный вклад в общую популяцию мелких частиц в центральной Арктике."
Команда Ванга анализировала данные, собранные Мультидисциплинарной дрейфующей обсерваторией для изучения арктического климата (MOSAiC). Такие наблюдения трудно получить - экспедиция MOSAiC предполагала международное сотрудничество и оставление ледокола на год в Арктике для понимания атмосферных условий в регионе.
"Экспедиция MOSAiC позволила нам наблюдать, как эволюционируют частицы и облака в течение года, и привела к этому открытию", - сказал Ванг. "Морские солевые частицы в атмосфере Арктики - это обычное дело, так как здесь бьются океанские волны, что порождает морские солевые мелкие частицы. Но мы ожидали, что частицы из океана будут довольно крупными и немногочисленными. Мы обнаружили морские солевые частицы, которые были намного мельче и в большей концентрации, чем ожидалось при сильных ветрах и снежных бурях", - сказал Ванг.
В центральной Арктике самые холодные зимние ночи самые ясные, когда тепло от Земли может выходить без преград. Но под пушистым одеялом из облаков это тепло запирается и способствует повышению температуры, поэтому любой процесс, который приводит к увеличению образования облаков и продолжительной облачности, также повышает температуру поверхности.
Маленькие объекты, включая те мелкие морские частицы, которые открыла команда Ванга, хорошо подходят для формирования облаков.
"Эти частицы морской соли могут действовать как материал для конденсации облаков", сказал Гонг. "Учитывая отсутствие солнечного света в арктической зиме и весной, эти облака способны удерживать излучение с поверхности, тем самым значительно повышая температуру арктической поверхности."
Несмотря на то что ранее ученые не наблюдали за этим явлением, мелкие частицы морской соли, образующиеся при ветре и снеге, всегда были частью климатической системы Арктики. С этим подтверждением наблюдений и систематическим исследованием, которое показало, что частицы морской соли, образующиеся при ветре и снеге, составляют около 30% от общего числа мелких частиц, климатические модели теперь могут быть обновлены, чтобы учесть влияние этих мелких частиц.
"Модельные симуляции, не включающие мелкие частицы морской соли, образующиеся при ветре и снеге, недооценивают количество мелких частиц в Арктике", сказал Ванг. "Ветер и снег встречаются независимо от глобального потепления, но нам нужно включить это в наши модели, чтобы лучше воспроизвести текущие характеристики в Арктике и прогнозировать будущие климатические условия в Арктике."
Группа учёных под руководством Джиана Ванга, директора Центра по изучению мелких частиц и инженерии (CASE) и профессора по энергетике, экологии и химической инженерии в Инженерной школе Маккелви Университета Вашингтона в Сент-Луисе, исследовали производство и влияние частиц морской соли на потепление в Арктике. Результаты их работы, опубликованные 4 сентября в журнале Nature Geoscience, показали обильное производство мелких частиц морской соли от снежных бурь в центральной Арктике, что увеличивает концентрацию частиц и облакообразование.
"За последние десятилетия ученые определили 'арктическую дымку' как основной источник мелких частиц в Арктике зимой и весной. Эта дымка возникает из-за долгосрочного транспорта загрязнителей", - сказал Сянда Гонг, первый автор исследования и бывший сотрудник лаборатории Ванга. "Однако наше исследование показывает, что местные снежные бури, производящие морскую соль, вносят более существенный вклад в общую популяцию мелких частиц в центральной Арктике."
Команда Ванга анализировала данные, собранные Мультидисциплинарной дрейфующей обсерваторией для изучения арктического климата (MOSAiC). Такие наблюдения трудно получить - экспедиция MOSAiC предполагала международное сотрудничество и оставление ледокола на год в Арктике для понимания атмосферных условий в регионе.
"Экспедиция MOSAiC позволила нам наблюдать, как эволюционируют частицы и облака в течение года, и привела к этому открытию", - сказал Ванг. "Морские солевые частицы в атмосфере Арктики - это обычное дело, так как здесь бьются океанские волны, что порождает морские солевые мелкие частицы. Но мы ожидали, что частицы из океана будут довольно крупными и немногочисленными. Мы обнаружили морские солевые частицы, которые были намного мельче и в большей концентрации, чем ожидалось при сильных ветрах и снежных бурях", - сказал Ванг.
В центральной Арктике самые холодные зимние ночи самые ясные, когда тепло от Земли может выходить без преград. Но под пушистым одеялом из облаков это тепло запирается и способствует повышению температуры, поэтому любой процесс, который приводит к увеличению образования облаков и продолжительной облачности, также повышает температуру поверхности.
Маленькие объекты, включая те мелкие морские частицы, которые открыла команда Ванга, хорошо подходят для формирования облаков.
"Эти частицы морской соли могут действовать как материал для конденсации облаков", сказал Гонг. "Учитывая отсутствие солнечного света в арктической зиме и весной, эти облака способны удерживать излучение с поверхности, тем самым значительно повышая температуру арктической поверхности."
Несмотря на то что ранее ученые не наблюдали за этим явлением, мелкие частицы морской соли, образующиеся при ветре и снеге, всегда были частью климатической системы Арктики. С этим подтверждением наблюдений и систематическим исследованием, которое показало, что частицы морской соли, образующиеся при ветре и снеге, составляют около 30% от общего числа мелких частиц, климатические модели теперь могут быть обновлены, чтобы учесть влияние этих мелких частиц.
"Модельные симуляции, не включающие мелкие частицы морской соли, образующиеся при ветре и снеге, недооценивают количество мелких частиц в Арктике", сказал Ванг. "Ветер и снег встречаются независимо от глобального потепления, но нам нужно включить это в наши модели, чтобы лучше воспроизвести текущие характеристики в Арктике и прогнозировать будущие климатические условия в Арктике."