Printre cele mai mari întrebări pentru prognoza schimbărilor climatice este modul în care aerosolii atmosferici modelează norii, care pot ajuta la răcirea planetei. Acum, un nou studiu descoperă că o strategie promițătoare pentru înțelegerea modului în care aerosolii și norii interacționează poate supraestima capacitatea de răcire a norilor generați de poluare cu până la 200%, raportează cercetătorii în 29 ianuarie. Ştiinţă.
„Norii în general și modul în care aerosolii interacționează cu clima reprezintă o mare incertitudine în modelele climatice”, spune Franziska Glassmeier, om de știință în atmosferă la Delft University of Technology din Olanda. Oamenii de știință știu că aerosolii – atât naturali, ca de la vulcani, cât și cauzați de om, ca și de la poluare – pot modifica grosimea unui nor, capacitatea de a împrăștia lumina soarelui sau cantitatea de precipitații pe care o produce. Dar aceste efecte fizice complicate sunt dificil de simulat, așa că oamenii de știință au căutat exemple din lumea reală pentru a studia aceste efecte.
Intrați pe urmele navei. Eșapamentul eructat de navele de marfă masive care traversează oceanele pot forma aceste linii strălucitoare de nori. Particulele minuscule de evacuare acționează ca nuclee de nori: vaporii de apă se condensează pe particule pentru a forma picături de nor, substanța apoasă a norilor. Urmele navelor sunt „acest exemplu principal în care putem vedea această cauză și efect”, spune Glassmeier. „Puneți particule și puteți vedea că norii devin mai strălucitori.” Norii mai strălucitori înseamnă că reflectă și mai multă lumină solară înapoi în spațiu.
Vizibile și măsurabile prin satelit, urmele oferă o fereastră potențială asupra modului în care poluarea industrială la scară mai mare de pe glob ar putea modifica peisajul de nori al planetei – și, probabil, modul în care astfel de nori ar putea afecta clima. Analizele derivate din satelit ale urmelor navelor implică măsurarea densității picăturilor de apă din nori din imagini și calcularea modului în care luminozitatea norilor se modifică în timp.
Pentru a evalua cât de bine șinele navelor reprezintă de fapt impactul general al poluării asupra norilor, Glassmeier și colegii ei au comparat efectul de răcire al norilor de urme ale navelor cu cel al norilor simulați derivati din poluare, cum ar putea apărea peste un oraș. În special, cercetătorii au vrut să simuleze modul în care atât grosimea, cât și luminozitatea norilor – și, prin urmare, efectul lor de răcire – ar putea evolua în timp, ca urmare a unor procese precum precipitațiile și evaporarea.
Problema, a descoperit echipa, este că urmele navei nu spun toată povestea. Urmele navelor sunt de scurtă durată, deoarece sursa de poluare este mereu în mișcare. Dar poluarea industrială nu tinde să se producă într-un puls scurt: în schimb, există un aflux constant de particule în atmosferă. Și această diferență de intrări afectează modul în care norii naturali răspund în timp.
Atât în studiile de urmărire a navei, cât și în simulările de poluare industrială, norii se luminează inițial și produc un efect de răcire. Asta pentru că, în ambele cazuri, adăugarea de particule abundente de aerosoli în atmosferă oferă vaporilor de apă numeroase suprafețe pe care să se condenseze, creând multe picături mici de apă care formează acest nor mai strălucitor și reflectă radiația primită.
După câteva ore, însă, pe măsură ce o navă merge mai departe, traseul navei dispare, iar pulsul poluării încetează, spune Glassmeier. Primul scurt timp de răcire scade pe măsură ce norii naturali preexistenți revin la starea lor originală, nepoluată.
Dar în cazul poluanților industriali, norii naturali nu revin la starea inițială, arată simulările. Mai degrabă, poluanții grăbesc dispariția norilor. Acest lucru se datorează faptului că picăturile mai mici, însămânțate cu aerosoli, încep să se evapore mai repede decât ar face-o picăturile de nor mai mari, naturale. Această evaporare crescută subțiază norul original, permițând mai multă căldură să treacă decât dacă poluanții nu ar fi ajuns niciodată. Și asta poate avea în cele din urmă un efect general de încălzire, mai degrabă decât de răcire, asupra climei, spune echipa.
„Există acest efect pe scară temporală care trebuie luat în considerare”, spune Glassmeier. Bazându-ne exclusiv pe datele de urmărire a navelor pentru a înțelege toate sursele de poluare, nu se pierde acest efect de subțiere treptată. „Nu aș arunca toate datele de urmărire a navei; trebuie doar să o interpretăm într-un mod nou.” Modelele climatice actuale tind să omite acest efect de subțiere, spune ea.
Noul studiu este „foarte util pentru a ajuta la interpretarea relațiilor aerosoli-nori în datele satelitare”, spune Edward Gryspeerdt, un fizician atmosferic la Imperial College din Londra, care nu a fost implicat în studiu. „Demonstrează că răspunsul norului la aerosoli nu este instantaneu, ci evoluează în timp”.
Oamenii de știință au fost conștienți de faptul că urmele navelor ar putea să nu conducă la răcire, spune Graeme Stephens, un om de știință în atmosferă la Jet Propulsion Laboratory al NASA din Pasadena, California. De exemplu, Stephens notează că el și alții au descoperit anterior că șinele navelor pot accelera subțierea norilor. prin creșterea ratei de evaporare în vârful norilor, în același timp suprimând precipitațiile, care mențin o parte din grosimea norilor. Aceste două răspunsuri concurente fac dificilă determinarea destinului final al unui nor.
Dar ceea ce pot face șinele navelor este să acționeze ca „un fel de laborator controlat”, spune Stephens. Ei „ne oferă o modalitate de a examina influențele aerosolilor asupra norilor într-un mod direct, concret”.