Облака "толстеют" и растут вверх благодаря аэрозолям

Группа ученых под руководством Чжаньцина Ли (Zhanqing Li) из университета штата Мэриленд (США) проанализировала результаты цикла многолетних наблюдений за состоянием атмосферы (ARM), который проводился министерством энергетики США с конца 1980-х годов. В этот цикл входило наблюдение за температурой и структурным состоянием "подножий" и "верхушек" облаков, состояние аэрозолей в окружающем воздухе, а также скорости и направления ветра.

Ли и его коллеги проанализировали все облака и все формы осадков, которые были зафиксированы командой ARM за последние 10 лет. В рамках своей работы ученые пытались выяснить факторы, влияющие на взаимодействие аэрозолей и паров воды, изучая так называемые облака "смешанной" фазы. Температура подножия в таких облаках превышает 15 градусов Цельсия, а температура их макушки всегда ниже четырех градусов Цельсия. Как отмечают ученые, такие клубы атмосферного пара наиболее уязвимы для действия аэрозолей и малейшие изменения в концентрации и составе частиц пыли и микрокапель жидкостей отражаются на их состоянии.

Оказалось, что облака такого типа начинают быстро расти в высоту при повышении доли любых аэрозолей в окружающих их воздухе. Самый сильный рост высоты наблюдается среди низких облаков на высоте до 1 километра и падает с увеличением расстояния до поверхности земли.

Как отмечают ученые, наиболее сильно этот эффект проявляется во время лета, на высоте до 3,3 километра над уровнем моря. Как объясняют ученые, на этой отметке находится точка замерзания воды, выше которой аэрозоли теряют значительную часть своей эффективности.

Похожая зависимость прослеживается и для интенсивности осадков. Климатологи обнаружили, что аэрозоли усиливают интенсивность осадков в тех участках атмосферы, где содержится относительно много влаги и где часто выпадают осадки. С другой стороны, аэрозоли уменьшают число осадков в засушливых районах США.

Кроме того, аэрозоли влияют на соотношение ливней и легких дождей - при увеличении их количества общее число ливней растет, а доля легких дождей сильно падает. Это может сильно повлиять на состояние окружающей среды в Северной Америке, так как более половины дождей, орошающих почву Соединенных Штатов, относятся к категории легких осадков.

Опираясь на полученные данные, ученые построили компьютерную модель образования облака и сравнили ее выводы с реальными наблюдениями за несколькими облаками в 2006 и 2008 году. Доля аэрозолей в "виртуальном" облаке оказалась очень близкой к той, которая была зафиксирована рядом с настоящими клубами пара. Прочие параметры - продолжительность, тип осадков и время жизни облака - совпадали с реальными.

Авторы статьи полагают, что их исследование поможет другим климатологам и специалистам соответствующих международных и национальных органов уточнить "вклад" аэрозолей в изменения климата Земли.