Jordens atmosfære er langt mere støvet end tidligere antaget

Støv er en nøglekomponent i Jordens klimasystem. Når det interagerer med skyer, oceaner og solens stråling, det har en overordnet indvirkning på vores planets levende systemer, påvirker alt fra vejr og nedbør til global opvarmning.

Der er to typer støv i atmosfæren, begge sparket op af højhastighedsvind i tørre områder. Fint støv har en tendens til at afkøle, fordi det spreder sollys, meget som skyer gør. Groft støv, som er større i størrelse og stammer fra steder som Sahara-ørkenen, har tendens til at opvarme atmosfæren, meget ligesom drivhusgasser.

At vide præcist, hvor meget groft støv der er i atmosfæren, er afgørende for ikke blot at forstå de atmosfæriske fænomener, som støv påvirker, men også i hvilken grad støv kan opvarme planeten.

Nu, UCLA -forskere rapporterer, at der er fire gange mængden af ​​groft støv i Jordens atmosfære, end der i øjeblikket simuleres af klimamodeller. Deres resultater fremgår af journalen Videnskabens fremskridt .

Forskerne fandt ud af, at Jordens atmosfære indeholder 17 millioner tons groft støv - svarende til 17 millioner elefanter eller massen af ​​hver person i Amerika tilsammen.

"For korrekt at repræsentere indvirkningen af ​​støv som helhed på jordsystemet, klimamodeller skal omfatte en nøjagtig behandling af groft støv i atmosfæren, " sagde undersøgelsens første forfatter, Adeyemi Adebiyi, en postdoc-forsker i UCLA's Department of Atmospheric and Oceanic Sciences og en modtager af University of California President's Postdoctoral Fellowship.

Ved at tilslutte denne mængde manglende groft støv i modeller, Adebiyi sagde, det øger sandsynligheden for, at den samlede nettomængde af støv – både fint og groft – opvarmer snarere end afkøler Jordens klimasystem, fra luft til oceaner.

Grove støvpartikler opvarmer hele Jordens klimasystem ved at absorbere både indkommende stråling fra solen og udgående stråling fra Jordens overflade. Disse partikler kan påvirke stabiliteten og cirkulationen i vores atmosfære, som kan påvirke atmosfæriske fænomener som orkaner.

Adebiyi arbejdede sammen med Jasper Kok, en UCLA lektor i atmosfæriske og oceaniske videnskaber, at bestemme den faktiske mængde af groft støv i atmosfæren ved at analysere snesevis af offentliggjorte fly-baserede observationer, herunder nylige målinger over Sahara-ørkenen, og sammenligne dem med en halv snes meget udbredte globale atmosfæriske modelsimuleringer.

"Da vi sammenlignede vores resultater med det, der forudsiges af de nuværende klimamodeller, vi fandt en drastisk forskel, " sagde Kok. "State-of-the-art klimamodeller tegner sig kun for 4 millioner tons, men vores resultater viste mere end fire gange så meget."

Ud over, Adebiyi og Kok fandt ud af, at groft støv forlader atmosfæren mindre hurtigt, end de nuværende klimamodeller forudsiger. Luft har en tendens til at blande sig mere turbulent, når der er støv. I tilfælde af Sahara, luft og støv blandes på måder, der skubber støvet opad, som kan modvirke tyngdekraften og holde støvet i luften meget længere, de sagde.

Forskernes resultater viser også, at fordi støvpartikler bliver længere i atmosfæren, de er i sidste ende deponeret længere fra deres kilde, end der er blevet forudsagt af disse modeller eller forklaret af nuværende teori. Støvpartikler blæst fra Sahara, for eksempel, kan rejse tusindvis af miles i atmosfæren, når så langt som til Caribien og USA.

Når ørkenstøv ender i oceanerne, det kan stimulere produktiviteten af ​​havets økosystemer og øge mængden af ​​kuldioxid, der absorberes af havene.

På grund af den måde, groft støv interagerer med solens energi og skyer, det kan også have stor indflydelse på tidspunktet for nedbør, samt hvor meget, eller hvor lidt, regn falder.

"Modeller har været et uvurderligt værktøj for videnskabsmænd, " sagde Adebiyi, "men når de savner det meste af det grove støv i atmosfæren, den undervurderer den indvirkning, som denne type støv har på kritiske aspekter af livet på Jorden, fra nedbør til skydække til havøkosystemer til global temperatur. "