Ο καπνός από τις φωτιές εμποδίζει την πτώση της βροχής

Ο καπνός από τις φωτιές εμποδίζει την πτώση της βροχής
Ο καπνός από τις φωτιές εμποδίζει την πτώση της βροχής
Anonim

Κατά την κατάσβεση των δασικών πυρκαγιών, όλοι αναζητούν με ελπίδα στον ουρανό σύννεφα βροχής. Αλλά ακόμα δεν εμφανίζονται. Οι Αμερικανοί επιστήμονες κατά τη διάρκεια του πειράματός τους φρόντισαν να εμποδίσει την εμφάνιση σύννεφων βροχής ο … καπνός από τις φωτιές.

Ομάδα ερευνητών από πανεπιστήμια στις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες δοκίμασε πειραματικά το γνωστό γεγονός ότι η μικροσκοπική τέφρα στον καπνό των πυρκαγιών επηρεάζει το σχηματισμό σταγόνων βροχής στα σύννεφα. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε λιγότερες βροχοπτώσεις και αυξημένη ξηρασία, γεγονός που συμβάλλει περαιτέρω στην εξάπλωση των πυρκαγιών.

Ένα άρθρο σχετικά με τη μελέτη αυτή δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Geophysical Research Letters.

Όταν οι δασικές πυρκαγιές απελευθερώνουν καπνό στην ατμόσφαιρα, μικροσκοπικά στερεά σωματίδια τέφρας από καμένα δέντρα και γρασίδι ρίχνονται στην ατμόσφαιρα μαζί με αέρια καύσης. Οι επιστήμονες έχουν ονομάσει την αιώρηση αυτών των σωματιδίων στον αέρα και τα προϊόντα καύσης καπνού αεροζόλ. Τα σταγονίδια νερού μπορούν να συμπυκνωθούν σε σωματίδια καπνού αερολύματος σε σύννεφα σωρού. Και συμπυκνώνονται.

Η διαδικασία συμπύκνωσης εξαρτάται από το ύψος του νέφους στην ατμόσφαιρα, από τη χημική σύνθεση του αερολύματος, το σχήμα των κρυστάλλων του και τις άλλες ιδιότητές του. Για παράδειγμα, το αεροζόλ ηφαιστειακής τέφρας διαφέρει από το αεροζόλ δασικής πυρκαγιάς.

Image
Image

Η παρουσία αερολύματος σε χαμηλά και υψηλά σωρευτικά σύννεφα επηρεάζει επίσης την ικανότητα των νεφών να βρέχουν διαφορετικά. Ας πούμε, το «μανιτάρι» από μια ατομική έκρηξη είναι ένα σύννεφο γεμάτο με στερεά σωματίδια που συνθλίβονται από την έκρηξη της περιοχής. Και αυτό το σύννεφο αεροζόλ cumulonimbus έως 20 χιλιόμετρα σε ύψος απλώς ρίχνει ισχυρές βροχές.

Οι επιστήμονες το γνωρίζουν εδώ και τουλάχιστον 60 χρόνια.

Είναι επίσης γνωστό ότι σε ένα νέφος αερολύματος, σε αντίθεση με ένα "καθαρό" σύννεφο, υπάρχουν περισσότερα κέντρα συμπύκνωσης - ακριβώς από τον αριθμό των σωματιδίων αερολύματος. Αυτό σημαίνει ότι ο όγκος του νερού στο σύννεφο διαιρείται σε μεγαλύτερο αριθμό σταγόνων. Από αυτό προκύπτει ότι υπάρχουν περισσότερα σταγονίδια σε ένα σύννεφο αερολύματος, και κάθε ένα από αυτά τα σταγονίδια είναι μικρότερο από ό, τι σε ένα σύννεφο χωρίς αεροζόλ, με τον ίδιο όγκο νερού και στα δύο σύννεφα. Σε αυτή την περίπτωση, ένα σύννεφο με αεροζόλ μπορεί να μην ρίξει βροχή λόγω του πολύ μικρού μεγέθους των σταγονιδίων του.

Όσο περισσότερα σταγονίδια σε ένα σύννεφο, τόσο χειρότερα μεταδίδει το φως του ήλιου και τόσο καλύτερα το αντανακλά. Δηλαδή, το νέφος αερολύματος ψύχει επίσης την επιφάνεια πάνω από την οποία αιωρείται.

Και η καινοτομία της εργασίας των Αμερικανών ερευνητών έγκειται στο γεγονός ότι για πρώτη φορά μέτρησαν την επίδραση του αερολύματος από δασικές πυρκαγιές στην πιθανότητα βροχοπτώσεων σε μια συγκεκριμένη περιοχή - τις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες. Οι επιστήμονες μελέτησαν τον καπνό από τις πυρκαγιές σε σχετικά χαμηλά ογκώδη σύννεφα - σε υψόμετρο δύο έως τριών χιλιομέτρων.

Για να μάθουν γιατί το καπνό αεροζόλ από τις πυρκαγιές παρεμβαίνει στο σχηματισμό σταγόνων βροχής στα ογκώδη σύννεφα πάνω από τις δασικές πυρκαγιές, οι Αμερικανοί επιστήμονες αποφάσισαν με τη δειγματοληψία αέρα με σταγονίδια από τα σύννεφα σωρού. Το έκαναν αυτό ενώ επέβαιναν σε ερευνητικό αεροπλάνο κατά τη διάρκεια των πυρκαγιών του 2018 στις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες.

Αποδείχθηκε ότι ένα αθροιστικό σύννεφο αερολύματος καπνού περιείχε πέντε φορές περισσότερες σταγόνες βροχής από ένα «καθαρό» σύννεφο σωρού. Αλλά το μέγεθος των σταγόνων βροχής σε ένα σύννεφο καπνού ήταν το μισό από ένα σύννεφο καθαρό από καπνό. Τα σταγονίδια νερού σε ένα τυπικό σύννεφο σωρού αυξάνονται σε διάμετρο περίπου 8 μικρομέτρων (0,08 mm). Και σε ένα σύννεφο σωρού με αεροζόλ καπνού από δασικές πυρκαγιές στις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες, η μέση διάμετρος σταγονιδίων αποδείχθηκε ότι ήταν περίπου 4 - 5 μικρόμετρα. Ένα τόσο μικρό μέγεθος σταγονιδίων τα εμπόδισε να πέσουν στο έδαφος με βροχή, πιστεύουν οι συντάκτες της μελέτης. Θυμηθείτε ότι η διάμετρος των σταγόνων βροχής είναι συνήθως από 0,5 έως 7 χιλιοστά.

«Μας εξέπληξε το πόσο αποτελεσματικά αυτά τα κυρίως οργανικά σωματίδια [αερολύματα] σχηματίζουν σταγονίδια στα σύννεφα και τι μεγάλο αντίκτυπο έχουν στη μικροφυσική του νέφους», λέει η επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Cynthia Twohy, του Ινστιτούτου Ωκεανογραφίας Scripps, Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Σαν Ντιέγκο. …

Σε υψηλά σύννεφα, η προσθήκη περισσότερων σωματιδίων αερολύματος μπορεί να αναζωογονήσει το νέφος και να προκαλέσει βροχή. Αλλά για τα σύννεφα χαμηλού σωρού, το αντίθετο ισχύει, σύμφωνα με τα αποτελέσματα ενός πειράματος από Αμερικανούς ερευνητές, που εκτέθηκε σε δημοσιευμένο άρθρο.

"Αυτό που με ενθουσίασε πραγματικά σε αυτό το άρθρο ήταν η σύνδεση με τον υδρολογικό κύκλο", λέει η Ann Marie Carlton, χημικός στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Irvine, η οποία δεν συμμετείχε σε αυτή τη μελέτη. Στις βροχοπτώσεις και ο σχηματισμός σύννεφων επηρεάζει σίγουρα το υδρολογικός κύκλος ».

Η μικροφυσική των σύννεφων είναι πολύπλοκη και οι ερευνητές, εκτός από το μικρότερο μέγεθος των σταγόνων της βροχής, στο άρθρο τους σημειώνουν επίσης άλλους παράγοντες στη συνολική επίδραση του καπνού στο περιφερειακό κλίμα. Για παράδειγμα, σε μικρά σύννεφα, πιο πολλά και μικρότερα σταγονίδια αντανακλούν το φως του ήλιου πιο έντονα και έτσι δροσίζουν την επιφάνεια της γης πάνω από την οποία βρίσκονται.

Η μελέτη των Αμερικανών επιστημόνων επικεντρώθηκε σε μικρά ογκώδη σύννεφα που καλύπτουν περίπου το ένα τέταρτο των δυτικών Ηνωμένων Πολιτειών το καλοκαίρι. Ωστόσο, άλλοι τύποι σύννεφων, όπως τα σύννεφα με υψηλή συσσώρευση που μεταφέρουν καταιγίδες και καταιγίδες, ενδέχεται να παρουσιάζουν διαφορετικές ιδιότητες.

Καθώς οι καλοκαιρινές βροχές στις δυτικές ΗΠΑ μειώνονται, ο Tui πιστεύει ότι τα αποτελέσματα που προκαλούν ξηρασία έχουν προτεραιότητα έναντι φαινομένων που προκαλούν βροχή, όπως ο σχηματισμός σύννεφων βροχής.

"Τις τελευταίες δύο δεκαετίες, οι βροχοπτώσεις του καλοκαιριού στην περιοχή έχουν μειωθεί και οι θερμοκρασίες έχουν αυξηθεί. Οι επιπτώσεις στο σύννεφο είναι πιθανό να είναι ένα σημαντικό μέρος αυτής της διαδικασίας. Ελπίζω ότι τα αποτελέσματά μας θα χρησιμεύσουν ως ώθηση για λεπτομερή μοντελοποίηση της περιφερειακής [ατμοσφαιρικής] φαινόμενα που θα μας βοηθήσουν να εκτιμήσουμε την επίδραση του καπνού στα σύννεφα και το κλίμα στην περιοχή », σημειώνει ο Tui.

Νωρίτερα, μιλήσαμε για το πώς οι επιστήμονες μετρούν τη συννεφιά και πώς θα βοηθήσει η νέα ρωσική συσκευή. Γράψαμε επίσης ότι οι ειδικοί του ΟΗΕ θεωρούν την κλιματική αλλαγή «μονοσήμαντη» και «άνευ προηγουμένου» και περιγράψαμε τι θα συμβεί στο περιβάλλον εάν εμφανιστεί γεωργική γη στην Αρκτική.

Συνιστάται: