Bjergskyer – fra regnmagere til snemagere

Bjerge udfordrer skiløbere, klatrere, og vejbyggere. Men når det kommer til skyer, de tilbyder en assist. Forskere fra Pacific Northwest National Laboratory og Colorado State University fandt, at bjergrige, van-is (også kaldet blandet-fase) skyer har en dobbelt respons, når de injiceres med adskillige små forureningspartikler. Deres undersøgelse viste, at forureningspartikler nær Sierra Nevada-bjergene i det vestlige U.S.A. modner betingelser for dannelse af dråber og ispartikler. I første omgang, nedbør ved bjergsiden falder. Men når partiklerne når en vis mængde, snefaldet stiger dramatisk over bjerget.

Hvad forårsager denne effekt? Holdet fandt ud af, at høje koncentrationer af forureningspartikler, der strømmer ind i området, fører til mange flere lavvandede skyer i Californiens centrale dal og ved foden, skiftende lokal cirkulation. Latent varme afgives, når skydråben dannes, som styrker transporten af ​​fugt til vindhældningen.

"Når forureningspartiklerne fylder bjergsidens blandede faseskyer, øger det dramatisk sneudfældning, og dette fund er forskelligt fra tidligere modelleringsstudier, " sagde PNNL hovedforfatter Dr. Jiwen Fan. "Mekanismen, der fører til denne skyfornyelse, er vores nye opdagelse."

At forstå, hvornår og hvor meget sne og regn, der vil falde, kan hjælpe alle fra vejrudsigtere, til skiløbere, til landmænd og vandforvaltere. Denne undersøgelse giver en bedre forståelse af de processer, der påvirker blandet-fase skyer og nedbør nær bjerge. Forfatterne opdagede en ny mekanisme for, hvordan partikler forårsaget af forurening kan stimulere disse skyer og dramatisk øge sneudfældningen. Denne mekanisme giver også vigtig indsigt for stærkt forurenede bjergområder i Kina og Indien, især for ekstreme vandkredsløb og nedbør.

Forskere ved PNNL og Colorado State brugte den regionale Weather Research and Forecasting-model og kombinerede den med reviderede bin (detaljerede) cloud-mikrofysikberegninger. De sammenlignede disse meget højopløste modelsimuleringer med feltmålinger fra to cloud-tilfælde, der havde kontrasterende dynamiske (vind) og termo-dynamiske (fugt) forhold. Undersøgelsen udførte associerede følsomhedssimuleringer med koncentrationerne af skykondensationskerner og iskerner ændret over et bredt område fra ekstremt lave til ekstremt høje koncentrationer for at nå deres fund.

Gruppen vil fortsætte med at undersøge de nye observationsdata opnået fra ACAPEX/CalWater2-kampagnen og udføre modelsimuleringer for yderligere at forstå sky- og nedbørsadfærd over det vestlige USA.