Forskere afslører virkningerne af støvpartikler på skyens egenskaber

Et internationalt hold ledet af japanske forskere har genereret betydelige resultater, der fremhæver virkningen af ​​støv på høje breddegrader på omdannelsen af ​​vanddråber i skyer til is - eller istid - inden for lavtliggende skyer i den arktiske region. Disse resultater bidrager til en bedre forståelse af faktorer ved landoverfladen, og hvordan de påvirker skyformationer. Forskningsresultaterne bidrager også til en bedre forståelse af, hvordan klimaet påvirkes af skyer, som i stigende grad anses for at være blandt de vigtigste, dog mest komplekse, regulatorer af det globale klima. Afhængig af forholdene, skyer enten øger opvarmningen eller afkøler klimaet ved at fange varme eller reflektere sollys tilbage i rummet, henholdsvis.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Natur Geovidenskab den 25. marts, 2019.

Skyer spiller en af ​​de vigtigste roller i det atmosfæriske system. De er nøglespillere i at opretholde strålingsbalancen i Jordens atmosfære og er også involveret i at opretholde Jordens energiligevægt. De består af partikler såsom iskrystaller og/eller dråber, der igen medierer atmosfærens strålingsbalance og opretholdelsen af ​​Jordens energiligevægt. Ved afkøling under 0oC, vandmolekyler begynder at danne iskrystaller, hvor der er mineraler eller andre faste stoffer suspenderet i vandet - det der er kendt som nukleationssteder. Fuldstændig rent vand, der ikke har nogen kernedannelsessteder, kan afkøles et godt stykke under det sædvanlige frysepunkt og alligevel forblive en væske - en proces kaldet superafkøling. Skyer kan også blive påvirket af støvpartikler, da de tjener som iskernedannende partikler (INP'er) og skykondensationskerner (CCN), der tillader dannelse af is og væskedråber. I særdeleshed, blandfaseskyer, der består af vand og is, er særligt følsomme over for støvpartikler, hvis kilde endnu ikke er fuldt belyst.

Forskning til dato har for det meste fokuseret på tørre og semi-tørre områder i lav-middel højde som støvkilder. Imidlertid, nyere fund tyder på, at støvpartikler også kan stamme fra is- og vegetationsfrie områder i stor højde, derved rejser spørgsmålet om disse partikler har samme effekt på skykernedannelse som dem, der kommer fra andre regioner. Specifikt for denne undersøgelse, forskerne overvejede støv, der kommer fra områder af gletsjersletter, eller områder med aflejringer af sand og grus båret af rindende vand fra den smeltende is på en gletsjer og lagt ned i aflejringer. Faktisk, disse områder menes at være en væsentlig kilde til vindblæst støv i kulde, høje breddegrader.

"Vi fandt ud af, at støv, der stammer fra gletsjersletter, kan tjene som meget effektive kerner til iskernedannelse, sammenlignet med ørkenmineralstøv. Dette skyldes tilstedeværelsen af ​​små mængder organisk stof med meget høj iskernedannelsesevne, " siger den tilsvarende forfatter Yutaka Tobo, Ph.D., en adjunkt ved National Institute of Polar Research. "Vores feltforsøg og modelsimuleringer tyder endvidere på, at støv fra sådanne isglacialt kan bidrage væsentligt til isnukleation i arktiske lavnivaskyer, især om sommeren, " tilføjer Dr. Tobo.

I fremtiden, forskerne håber at kunne udvide deres resultater ved at udføre yderligere undersøgelser. "Nylige undersøgelser har vist, at der også kan forekomme betydelige støvemissioner i Grønland, Nordamerika og Island, og vi er endnu ikke sikre på iskernedannelsesevnen af ​​støv, der frigives fra disse høje breddegrader. Ud over, det forventes, at den seneste hurtige og udbredte tilbagetrækning af gletsjere kan føre til mere aktive støvemissioner fra høje breddegrader i fremtiden. Derfor, yderligere omfattende undersøgelser vil være nødvendige for at forstå den mulige indvirkning af støv på høje breddegrader på nuværende og fremtidige aerosol-sky-nedbør interaktioner i Arktis, som er mere følsom over for klimaændringer end nogen anden region i verden."