Команда химиков-атмосферщиков приблизилась к тому, что считается «святым Граалем» науки об изменении климата: первым в мире прямым обнаружением биологических частиц в ледяных облаках. Эксперимент «Лед в облаках» - группа «Слоистые облака» (ICE-L) установила масс-спектрометр на самолет C-130 и совершила серию высокоскоростных полетов через тип облака, известный как волновое облако. Анализ ледяных кристаллов показал, что частицы, которые начали расти, почти полностью состоят из пыли или биологического материала, такого как бактерии, грибковые споры и растительный материал. Хотя давно известно, что микроорганизмы переносятся по воздуху и преодолевают большие расстояния, это исследование является первым, которое дает прямые данные о том, как они воздействуют на формирование облаков.
Команда, возглавляемая Кимберли Пратером и Керри Пратт из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Институт океанографии им. Скриппса, провела in-situ измерения остатков облачных ледяных кристаллов и обнаружила, что половина из них была минеральной пылью, а около трети были неорганическими. ионы, смешанные с азотом, фосфором и углеродом - характерные элементы биологического вещества
Скорость анализа, измеряемая с точностью до секунды, позволяла исследователям различать капли воды и частицы льда. Ядра льда встречаются реже, чем капельные ядра.
Команда продемонстрировала, что и пыль, и биологический материал действительно образуют ядра этих ледяных частиц, что раньше можно было смоделировать только в лабораторных экспериментах.
«Это действительно было для нас измерением святого Грааля», - сказал Пратер.
«Понимание того, какие частицы образуют ледяные ядра, а какие имеют чрезвычайно низкие концентрации и которые трудно измерить по своей природе, означает, что вы можете начать понимать процессы, которые приводят к выпадению осадков. Любая новая информация, которую вы можете получить, имеет решающее значение ».
Полученные данные свидетельствуют о том, что биологические частицы, которые попадают в пылевые бури, помогают индуцировать образование облачного льда и что их происхождение имеет значение. Доказательства все чаще свидетельствуют о том, что переносимая из Азии пыль может, например, влиять на осадки в Северной Америке.
Исследователи надеются использовать данные ICE-L для планирования будущих исследований, приуроченных к событиям, когда такие частицы могут играть большую роль в возникновении дождя или снегопада.
«Если мы понимаем источники частиц, которые образуют облака, и их относительное содержание, мы можем определить их влияние на климат», - сказал Пратт, ведущий автор статьи.
Воздействие крошечных частиц в воздухе, называемых аэрозолями, на формирование облаков было одним из самых сложных аспектов погоды и климата, которые ученые должны понять.
В науке об изменении климата, которая выводит многие из своих прогнозов из компьютерного моделирования климатических явлений, взаимодействия между аэрозолями и облаками представляют собой то, что ученые считают самой большой неопределенностью при моделировании прогнозов на будущее.
«Путем отбора проб облаков в реальном времени с самолета эти исследователи смогли получить информацию о ледяных частицах в облаках с беспрецедентным уровнем детализации», - сказала Анн-Мари Шмольтнер из Отдела атмосферных наук NSF, который финансировал исследования.
Источник: EurekAlert
