В течение последнего десятилетия некоторые ученые полагали, что небольшие загрязняющие воздух частицы, образующиеся при сжигании ископаемого топлива и затем всасываемые облаками, действуют как семена для новых облачных частиц, наполняя загрязненные облака многочисленными и более мелкими облачными частицами. Более мелкие облачные капли менее эффективны при производстве дождя, и считалось, что меньшее количество осадков приведет к образованию толстых облаков, которые отражают больше солнечного света от Земли.
Считалось, что охлаждающий эффект достаточно силен, чтобы нивелировать влияние потепления атмосферы за счет увеличения содержания углекислого газа в атмосфере. Углекислый газ является основным парниковым газом, образующимся в результате потребления человеком ископаемого топлива, наряду с метаном, закисью азота и другими углеродными газами.
Следы самолетов - длинные линии облаков предоставили прекрасную возможность изучить влияние выхлопных частиц, называемых аэрозолями, на облака. Однако в итоге были обнаружены неприятные данные. Иногда ученые находили больше воды и более густые облака в следах от самолетовю. Но чаще всего на следах замерялось меньше воды.
Новое исследование включало создание подробной трехмерной модели взаимодействия загрязнения воздуха с облаками и обнаружило, что смягчающий эффект загрязнения работает только тогда, когда воздух над облаками влажный. Модель была протестирована на реальных данных с месторождений и признана очень реалистичной.
«Наши результаты действительно показывают, что аэрозольное загрязнение не спасет нас от парникового потепления в той степени, в которой это широко распространено среди климатического сообщества», - сказал Эндрю Акерман из Исследовательского центра Эймса НАСА. В номере журнала Nature от 23 декабря был опубликован исследовательский доклад о результатах, проведенный Акерманом и его коллегами из Университета Тасмании, Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса и Университета Колорадо в Боулдере.
Подход команды включал модель с 45 ингредиентами или переменными в каждой из полумиллиона точек сетки, чтобы представить облачное пространство, охватывающее четыре квадратных мили и одну милю толщиной, решенная для предсказания взаимодействия капель воды в облаках. Подход был настолько сложным, что математические решения требовали трех дней моделирования, разделенного на более мелкие части одновременно на 32 компьютерах одновременно, процесс, известный как кластерные вычисления или параллельная обработка.
Большой сюрприз случился, когда модель в одном случае образовала относительно сухое облако, несмотря на увеличение количества аэрозолей или загрязнения воздуха. Из облаков тоже не выпадало осадков. Именно тогда команда заметила, что воздух над облаками в этом странном случае был намного суше, чем в других метеорологических случаях.
«Мы предположили, что сухой воздух над пограничным слоем уменьшает количество осадков и, таким образом, приводит к неожиданному поведению», - сказал Акерман LiveScience.
Разумеется, высушив воздух над смоделированным облачным слоем, команда смогла полностью изменить реакцию облачной воды на загрязнение в своих моделях. Сухой воздух привел к уменьшению мороси из-за облака и более быстрому высыханию, поскольку он всасывал больше воздуха сверху.
Акерман и его команда также узнали кое-что о «неосаждающих облаках». При изучении воздействия загрязнения на облака может быть ошибочным игнорировать небольшое количество осадков, содержащихся в облаках, которые не пропускают дождь. На самом деле, движение облачных капель, медленно падающих в облака, может быть тонкой движущей силой процесса, который приводит к относительно высохшим загрязненным облакам, которые менее эффективно компенсируют глобальное потепление.
