Возможно ученые наконец-то поняли, почему облака отличаются между полушариями Земли

Вы можете подумать, что облака - это одинаковые везде облака, но это не совсем так.

Если вы находитесь в Южном полушарии, то облака там другие, более обильные и более отражающие, чем облака в Северном полушарии, и этот факт хорошо известен ученым, но они не смогли полностью объяснить его.

Теперь новое исследование проливает свет на то, почему облака в двух полушариях устроены по-разному, и в частности на роль, которую играют восходящие потоки - восходящее движение теплого воздуха, которое приводит к конденсации и образованию облаков.

В исследовании использовались данные LIDAR и радаров за три года (2018-2021), охватывающие Лейпциг в Германии, Лимассол на Кипре и Пунта-Аренас в Чили - в последнем случае это самый длинный набор данных, когда-либо собранный в регионе в рамках проекта DACAPO-PESO (Динамика, наблюдения за аэрозолями, облаками и осадками в девственной среде Южного океана).

Что делает регион таким нетронутым - и это относится к Южному полушарию в целом - так это то, что большая его часть находится в океане, а не на суше. Это означает более чистый воздух, меньшее количество аэрозольных частиц, вокруг которых замерзают облачные капли, и более яркие облака.

"В средних широтах Южного полушария облака леденеют гораздо меньше и содержат больше жидкой воды при тех же температурах", - говорит метеоролог Патрик Зайферт из Института тропосферных исследований имени Лейбница (TROPOS) в Германии.

"Это означает, что они влияют на падающий солнечный свет, а также на тепловое излучение, испускаемое поверхностью Земли, иначе, чем на севере".

Исследование показало, что различия были наиболее выражены в свободной тропосфере - воздухе, скопившемся на больших высотах, где на него меньше влияет местное загрязнение. При температуре от -24°C до -8°C (от -11,2°F до 17,6°F) облака над Пунта-Аренас образовывали лед в среднем на 10-40% реже, чем облака над Лейпцигом.

Это хорошо согласуется с предыдущими исследованиями, но команда также обнаружила кое-что новое. Так называемые гравитационные волны, подъемы воздуха, возникающие при столкновении западных ветров с Тихого океана с Андами, являются важным фактором, а также загрязнение атмосферы, особенно когда воздух еще холоднее.

"Измеряя восходящие и нисходящие ветры внутри облаков, мы смогли обнаружить облака, подвергшиеся влиянию этих волн, и отфильтровать их из общей статистики", - говорит метеоролог Мартин Раденц из TROPOS.

"Это позволило нам показать, что именно эти гравитационные волны, а не отсутствие ледяных ядер, в основном ответственны за избыток облачных капель при температуре ниже -25°C [-13°F]".

Следующий вопрос заключается в том, относится ли это исключительно к ландшафту Чили, или же гравитационные волны оказывают влияние на открытый океан. Потребуются дальнейшие измерения, чтобы выяснить, сколько избытка жидкой воды в облаках связано с восходящими потоками, а сколько - с кристаллами льда.

Все эти различия сами по себе очень интригуют, но есть проблема: глобальные климатические модели недостаточно точны, когда речь идет о представлении радиационного баланса Южного полушария, говорят исследователи.

Чтобы быть максимально полезными, и без того сложные климатические модели должны учитывать региональные различия, будь то застроенные городские районы, такие как Лейпциг, районы с более чистым воздухом, такие как Пунта-Аренас, или районы со смесью антропогенного загрязнения и природных частиц пустынной пыли, такие как Лимассол.

Частично это открытие было сделано случайно, сообщают исследователи: из-за ограничений на поездки, наложенных глобальной пандемией, они сохранили свои системы мониторинга еще на два года, что позволило им учесть дополнительные факторы влияния, такие как дым от лесных пожаров, проникающий из Австралии в 2019/2020 годах.

"С помощью DACAPO-PESO мы заполнили пробел в измерениях, который давно существовал для Южного полушария", - говорит атмосферный ученый Борис Барха из Университета Магальянес (UMAG) в Чили. "Данные, находящиеся в свободном доступе, теперь могут помочь улучшить существующие климатические модели".

Исследование было опубликовано в журнале Atmospheric Chemistry and Physics.