3 Minutės
Vulkanų ir atmosferos ledo debesų ryšys
Palydovinių technologijų pagalba mokslininkams pavyko išaiškinti esminį ryšį tarp vulkaninių išsiveržimų ir aukštumoje susidarančių ledo debesų, vadinamų cirriniais debesimis. Nors jau dešimtmečius žinoma, kad vulkanai daro įtaką Žemės klimatui, ilgai liko neaišku, kaip būtent vulkaniniai pelenai ir dalelės skatina debesų formavimąsi. Šis klausimas buvo sprendžiamas mokslininkų daugelį metų, kol galiausiai naujausi tyrimai atskleidė svarbius mechanizmus.
Mokslinis pagrindas: vulkanų įtaka klimatui
Aktyvūs vulkanai į atmosferą išskiria įvairias dujas, tokias kaip anglies dioksidas (CO₂) ir sieros dioksidas (SO₂), kurie gali kaitinti ar atvėsinti Žemės paviršių, priklausomai nuo sąveikos su saulės spinduliais. Be to, išsiveržimų metu atmosferoje pasklinda smulkios dalelės – vulkaniniai aerozoliai, sudaryti iš pelenų ir dulkių. Šios dalelės ypač svarbios debesų branduolių formavimuisi: jos sudaro paviršių, ant kurio vandens garai kondensuojasi ir šalant virsta ledo kristalais. Cirriniai debesys, išsiskiriantys plonais, plunksniškais pavidalais aukštai virš Žemės, itin svarbūs klimato reguliavimui – jie atspindi dalį saulės spinduliuotės ir tuo pačiu sulaiko infraraudonąją šilumą.
Nauji atradimai: palydovinės stebėsenos rezultatai
Esminis proveržis pasiektas dešimtį metų trukusio tyrimo metu, kurį vykdė Lawrence Livermore nacionalinės laboratorijos (LLNL) mokslininkai. Analizuodami NASA CloudSat ir CALIPSO palydovų duomenis, tyrėjai stebėjo, kaip cirrinių debesų savybės keitėsi po trijų didelių vulkaninių išsiveržimų.
CloudSat leidžia išsamiai tirti debesų struktūrą ir jų įtaką tiek atogrąžų ciklonams, tiek bendriems klimato pokyčiams, o CALIPSO fiksuoja debesų bei aerozolių išsidėstymą ir sandarą, teikdama vertingus duomenis apie jų bendrą vaidmenį Žemės orų, klimato ir oro kokybės reguliavime.
Tyrimas atskleidė, kad po vulkaninių išsiveržimų, kurių metu į atmosferą patenka daug pelenų, aukšutiniai cirriniai debesys tampa dažnesni. Tačiau, priešingai nei tikėtasi, šiuose debesyse buvo mažiau ledo kristalų, tačiau jie buvo gerokai didesni nei įprastai. Šis rezultatas paneigė ankstesnę hipotezę, kad daugiau aerozolių paskatintų susidaryti gausybei smulkesnių ledo dalelių. Vietoj to paaiškėjo, kad vandens garai kondensuojasi ant vulkaninių pelenų dalelių dar nesušalę iki spontaniško užšalimo temperatūros, kas lemia didesnių ledo kristalų formavimąsi. "Mūsų tyrimas padeda užpildyti svarbią žinių spragą, kaip vulkanų išsiveržimai veikia debesų susidarymą," pažymėjo LLNL atmosferos mokslininkė dr. Lin Lin.
Pagrindinė reikšmė klimatologijai ir atmosferos modeliavimui
Šis naujas supratimas itin svarbus tobulinant globalius klimato modelius. Kadangi debesys dengia apie 70% Žemės paviršiaus ir yra reikšminga hidrologinio ciklo dalis, ledo kristalų formavimosi mechanizmų supratimas padeda tiksliau prognozuoti klimato raidą. Pagrindinė išvada – vulkaniniai pelenai lemia retesnius, bet didesnius ledo kristalus cirriniuose debesyse – įveda į klimatinius modelius iki šiol neįvertintą kintamąjį.
Pasak dr. Lin, "Rezultatai visiškai paneigė mūsų pradines prielaidas. Atsisakyti ankstyvos hipotezės ir kurti naują paaiškinimą remiantis netikėtais duomenimis buvo ir sudėtingiausia, ir naudingiausia tyrimo dalis."
Ateities tyrimai ir artėjantys vulkanų išsiveržimai
Remdamasi šiais atradimais, dr. Lin vadovaujama grupė išplėtė tyrimus į Arkties debesų analizę, vertindama jų įtaką klimato modeliuose, nuspėjančiuose Žemės atmosferos pokyčius. Mokslininkai toliau laukia naujo reikšmingo vulkano išsiveržimo, kuris padėtų patikrinti ir patikslinti jų sukurtus modelius.
Išvados
Taigi, naujausi palydoviniai stebėjimai leido išryškinti svarbų mechanizmą, kaip vulkaniniai išsiveržimai lemia unikalių cirrinio tipo debesų susidarymą aukštutiniuose atmosferos sluoksniuose. Vulkanų pelenai, veikdami kaip ledo kristalų branduoliavimo centrai, daro tiesioginę įtaką šių debesų dydžiui ir dažnumui, tuo būdu reguliuodami klimato pusiausvyrą bei globalų energijos balansą. Šie atradimai pagerina atmosferos procesų supratimą ir leidžia kurti tikslesnius klimato kaitos prognozių modelius, atsižvelgiant į nuolatinę vulkanų veiklą bei jos įtaką mūsų planetos dangui.
Komentarai