Атмосфера Земли намного грязнее, чем считалось ранее

Пыль является ключевым компонентом климатической системы Земли. Когда она взаимодействует с облаками, океанами и солнечной радиацией, она оказывает общее влияние на живые системы нашей планеты, затрагивая все: от осадков и погоды до глобального потепления.

В атмосфере есть два типа пыли, которые поднимаются сильными ветрами в засушливых районах. Мелкая пыль имеет тенденцию охлаждаться, потому что она рассеивает солнечный свет, как облака. Крупная пыль, которая больше по размеру и возникает в таких местах, как, например, пустыня Сахара, имеет тенденцию нагревать атмосферу, как парниковые газы.


Точное знание того, сколько крупной пыли находится в атмосфере, необходимо для понимания не только атмосферных явлений, на которые влияет пыль, но также и для роли, в которой пыль может нагревать планету.

Калифорнийского университета сообщают, что количество крупной пыли в атмосфере Земли в четыре раза больше, чем в настоящее время моделируется климатическими моделями.

Исследователи обнаружили, что атмосфера Земли содержит 17 миллионов тонн грубой пыли, что эквивалентно 17 миллионам слонов или массе всех людей в Северной Америке.


«Чтобы правильно представить воздействие пыли в целом на систему Земли, климатические модели должны включать в себя точную обработку крупной пыли в атмосфере», - сказал автор исследования Адейеми Адебийи, исследователь в отделе атмосферы и океана UCLA Калифорнийского университета.

По словам Адебийи, включение такого количества недостающей крупной пыли в модели повышает вероятность того, что общее количество пыли в целом - как мелкой, так и крупной - скорее согревает, чем охлаждает климатическую систему Земли, от воздуха до океанов.


Крупные частицы пыли согревают всю климатическую систему Земли, поглощая как входящее излучение Солнца, так и исходящее излучение с поверхности Земли. Эти частицы могут влиять на стабильность и циркуляцию в нашей атмосфере, что может влиять на атмосферные явления, к примеру, ураганов.

Адебийи работал с доцентом UCLA в области атмосферных и океанических наук Джаспером Коком, чтобы определить фактическое количество крупной пыли в атмосфере, проанализировав десятки опубликованных авиационных наблюдений, включая недавние измерения, проведенные в пустыне Сахара, и сравнив их с полдюжиной широко используемых глобальных моделей атмосферы.


«Когда мы сравнили наши результаты с тем, что прогнозируется современными климатическими моделями, мы обнаружили резкую разницу. Современные климатические модели составляют всего 4 миллиона метрических тонн, но наши результаты показали более чем в четыре раза больше», - сказал Кок.

Кроме того, Адебийи и Кок обнаружили, что крупная пыль покидает атмосферу не так быстро, как предсказывают современные климатические модели. Воздух имеет тенденцию смешиваться более турбулентно, когда присутствует пыль. В случае Сахары воздух и пыль смешиваются таким образом, что толкают пыль вверх, что может работать против силы тяжести и удерживать пыль в воздухе намного дольше, сказали ученые.


Их выводы также показывают, что поскольку частицы пыли остаются в атмосфере дольше, они в конечном итоге оседают дальше, чем это было предсказано моделями или объяснено современной теорией. Например, частицы пыли, выдуваемые из Сахары, могут перемещаться в атмосфере на тысячи километров, достигая стран Карибского бассейна и Соединенных Штатов.

Когда пыль пустыни попадает в океаны, она может стимулировать продуктивность океанических экосистем и увеличивать количество углекислого газа, поглощаемого океанами.


Из-за того, как крупная пыль взаимодействует с солнечной энергией и облаками, она также может оказать существенное влияние на время выпадения осадков, а также на то, сколько или мало осадков выпадает.

Нынешние теории недооценивают влияние, которое вся пыль в атмосфере оказывает на критические аспекты жизни на Земле, от осадков до облаков. А значит, исследование ученых Калифорнийского университета поможет изучить, насколько загрязненность атмосферы Земли влияет на нашу с вами жизнь.