Trans-Pacific rejse af atmosfæriske partikler

Forvirrende skiløbere, lejlighedsvis brunlig-gule faner svæver over Colorado skisportssteder om vinteren og foråret. I stedet for at undre sig, forskere ledet af forskere ved Pacific Northwest National Laboratory besluttede at komme til bunds i fanernes kilde og indhold. Deres forskning, nu offentliggjort i Journal of Atmospheric Sciences fandt, at fjerene rummer utallige støvpartikler transporteret fra fjerntliggende ørkenområder i Asien og Afrika-støv fra tusinder af miles væk rejser til det vestlige USA med store højdevind over Stillehavet. Forskerne fandt også ud af, at den atmosfæriske levetid for de større støvpartikler er længere end forventet. Klimamodeller havde altid antaget, at de største partikler ville falde ud og ikke blive transporteret så lange afstande.

Mange atmosfæriske processer, såsom langdistancetransport af partikler og deres fjernelse fra atmosfæren med regn og sne, i høj grad afhænger af partiklens størrelse. Bare efter deres størrelse, store partikler er tilsyneladende mere modtagelige for denne fjernelse end mindre. Klimamodeller bruger en forenklet repræsentation af disse komplekse og størrelsesafhængige processer for effektivitetens skyld. I særdeleshed, klimamodeller forudsiger, at støvpartikler med store størrelser kun kan forblive suspenderet i atmosfæren over relativt korte afstande, rejser kun hundredvis af miles væk fra deres oprindelse.

Denne undersøgelse giver ny indsigt i udviklingen af ​​store støvpartikler under deres trans-Pacific rejse fra Asien og Afrika. Den overraskende konklusion er, at disse partikler kan forblive suspenderet i atmosfæren meget længere og rejse over bemærkelsesværdigt større afstande - tusinder i stedet for hundreder af miles, som modellerne forudsiger. Resultaterne giver vigtige data for forskere til at finjustere modellerne med den seneste forståelse af atmosfærisk transport.

PNNL-forskere gik sammen med samarbejdspartnere fra University of Nevada, University of Wisconsin, Ørkenforskningsinstituttet, og National Oceanic and Atmospheric Administration til at identificere og karakterisere en større støvbegivenhed på de høje forskningssteder i Colorado ved hjælp af en integreret, jordbaseret datasæt af aerosolegenskaber og sofistikerede højopløsningssimuleringer af støvudvikling ved hjælp af en kemisk transportmodel.

Forskerne supplerede deres støvhændelseskarakterisering ved at analysere de tilsvarende lavopløsningssimuleringer fra en klimamodel, satellitobservationer, og yderligere jordbaserede målinger i Asien og det vestlige USA. Holdet sammenlignede deres høj- og lavopløsningssimuleringer for at demonstrere et bedre match for både jordbaserede og satellitdata.

Den nye modelleringsramme - med stærkt forbundne observations- og modelleringskomponenter - har potentiale til at estimere usikkerheder i klimamodelforudsigelser forbundet med transportrelaterede processer. Teamet planlægger at anvende denne ramme på forskellige klimavigtige regioner, uanset hvor de er integreret, jordbaserede aerosolegenskabsdatasæt er tilgængelige.