Støv dæmper albedo-effekten, sporer snesmeltning i Himalayas højder

Støv, der blæser på høje bjerge i det vestlige Himalaya, er en større faktor end tidligere antaget for at fremskynde smeltningen af ​​sne der, forskere viser i en undersøgelse offentliggjort 5. oktober in Natur klimaændringer .

Det er fordi støv - meget af det i Himalaya - absorberer sollys, opvarmning af sneen, der omgiver den.

"Det viser sig, at støv, der blæser flere hundrede kilometer fra dele af Afrika og Asien og lander i meget høje højder, har en bred indvirkning på snecyklussen i en region, der er hjemsted for en af ​​de største masser af sne og is på Jorden, " sagde Yun Qian, atmosfærisk videnskabsmand ved det amerikanske energiministeriums Pacific Northwest National Laboratory.

Qian og Chandan Sarangi, tidligere postdoc ved PNNL og nu ved Indian Institute of Technology Madras i Indien, er tilsvarende forfattere af undersøgelsen.

Mere end 700 millioner mennesker i det sydøstlige Asien, samt dele af Kina og Indien, er afhængige af smeltende sne i Himalaya for meget af deres ferskvandsbehov om sommeren og det tidlige efterår, det presser på, at videnskabsmænd udrydder de faktorer, der påvirker tidligere snesmeltning i regionen.

I en undersøgelse finansieret af NASA, videnskabsmænd analyserede nogle af de mest detaljerede satellitbilleder, der nogensinde er taget af Himalaya for at måle aerosoler, højde, og overfladekarakteristika såsom tilstedeværelsen af ​​støv eller forurening på sne.

af støv, sod, sol og sne:Albedo-effekten

Mørke genstande på eller i sne absorberer sollys mere effektivt end ren hvid sne, hvis reflektionsevne afværger sollys så kraftigt, at sneen kan blænde på en lys, solskinsdag. Men sne nær en genstand, der absorberer sollys - som sne på en mørkfarvet bil, hvor noget af taget er blotlagt - opvarmes og smelter hurtigere end uberørt sne.

Forskere bruger ordet "albedo" til at diskutere, hvor godt en overflade reflekterer sollys. Beskidt sne har en lav albedo, mens ren sne har en høj albedo. Støv og sod sænker sneens albedo, får sneen til at absorbere mere lys, opvarmning og snesmeltning hurtigere.

Albedo-effekten i høje højder er afgørende for livet for millioner af mennesker, der er afhængige af snesmeltning til deres drikkevand. Mørkere, mere snavset sne smelter hurtigere end ren sne, ændrer timingen og mængden af ​​snesmeltning og påvirker landbruget og andre aspekter af livet.

Den kraftige effekt af snavset sne

Holdet fandt ud af, at støv spiller en meget større rolle ved at smelte sne end sod og andre former for forurening, kendt som sort kulstof, i højder over 4, 500 meter. Herunder sort kulstof dominerer.

Det er en overraskelse for videnskabsmænd, som bemærker, at langt flere undersøgelser har udforsket rollen som sort kulstof end støv i snesmeltning.

Støvet blæser ind i det vestlige Himalaya fra vest – fra Thar-ørkenen i det nordvestlige Indien, fra Saudi-Arabien og endda fra Sahara i Afrika. Støvet kommer i vinde tusindvis af fod høje, ved det, forskerne kalder forhøjede aerosollag.

Mens ørkenstøv er naturligt, forskerne siger, at dens udbredelse i Himalaya ikke er uden menneskelig indflydelse. Stigende temperaturer har ændret den atmosfæriske cirkulation, påvirker vinden, der kan transportere støv hundreder eller tusinder af miles. Ændrede arealanvendelsesmønstre og stigende udvikling har reduceret vegetationen, befriende støv, der ellers ville have været bundet til jorden.

Qian var en af ​​de første videnskabsmænd, der udviklede sofistikerede modelleringsværktøjer til at analysere, hvordan urenheder som støv og sod påvirker hastigheden, hvormed sneen smelter. Han udførte det tidlige arbejde for mere end ti år siden i bjergene i det vestlige USA.

"Det er sandsynligt, at disse resultater oversættes til andre høje bjergkæder, inklusive Rockies, Sierras og Cascades i Nordamerika og adskillige bjergkæder i Asien, såsom Caucuses og Ural, " sagde Qian.

Meget af dataene til undersøgelsen kommer fra satellitbilleder, der er taget af flere NASA-instrumenter, herunder NASAs Cloud-Aerosol Lidar og Infrared Pathfinder Satellite Observations (CALIPSO), OMI (Ozon Monitoring Instrument), og MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer). Disse instrumenter kan detektere støv og andre aerosoler i atmosfæren, og måle snedækning og albedo, fra flere hundrede kilometer over Jorden. Udstyret med data fra disse og andre kilder, PNNL-teamet lavede omfattende computermodellering af processerne på arbejde.

Støv med udholdenhed

Støvpartikler opholder sig normalt i sne længere end sort kulstof, bemærkede forskerne. Støv er normalt en lille smule større; det er ikke så let at blæse af sneen, og det falder ikke så let gennem sne. Der er også meget mere af det.

"Sneen i det vestlige Himalaya trækker sig hurtigt tilbage. Vi er nødt til at forstå, hvorfor dette sker, og vi er nødt til at forstå konsekvenserne, " sagde Sarangi. "Vi har vist, at støv kan være en stor bidragyder til den accelererede snesmeltning. Hundredvis af millioner mennesker i regionen er afhængige af sne til deres drikkevand - vi er nødt til at overveje faktorer som støv alvorligt for at forstå, hvad der sker."

Qian bemærker, at når klimaet opvarmes, og snelinjerne bevæger sig højere, videnskabsmænd forventer, at støvets rolle bliver endnu mere udtalt i Himalaya - en region, der bortset fra de arktiske og antarktiske områder, indeholder den største masse af sne og is på planeten.