Undersøg detaljer om, hvordan mellemøststøv forstærker sommermonsuner på det indiske subkontinent

Ny forskning fra University of Kansas offentliggjort i Jordvidenskabelige anmeldelser giver indsigt i et af verdens mest kraftfulde monsun -systemer:den indiske sommermonsun. Undersøgelsen beskriver, hvordan monsunen, af vital social og økonomisk betydning for befolkningen i regionen, overlades af atmosfæriske støvpartikler, der fejes op af vinde fra ørkener i Mellemøsten.

"Vi ved, at støvet kommer fra ørkenen, når den løftes af stærk vind i atmosfæren, kan absorbere solstråling, " sagde hovedforfatter Qinjian Jin, lektor og akademisk uddannelse associeret med KU's Institut for Geografi &Atmosfærisk Videnskab. "Støvet, efter at have absorberet solstråling, bliver meget varmt. Disse støvpartikler suspenderet i atmosfæren kan opvarme atmosfæren nok til, at lufttrykket vil ændre sig - og det kan resultere i ændringer i cirkulationsmønstrene, som vinden."

Dette fænomen, kaldet en "forhøjet varmepumpe, " driver fugt ind på det indiske subkontinent fra havet.

"Den indiske sommermonsun er præget af stærke vinde om sommeren, " sagde Jin. "Så når vinden ændrer sig, fugttransporten fra hav til land vil ændre sig, og følgelig vil de øge nedbøren. Nedbøren er meget vigtig for mennesker, der bor i Sydasien, især Indien, og vigtigt for landbruget og drikkevand."

Mens støvet fra Mellemøsten øger monsunernes kraft på det indiske subkontinent, der er også en omvendt effekt, der resulterer i en positiv feedback loop, hvor monsunerne kan øge vinden i Mellemøsten for at producere endnu flere støv aerosoler.

"Monsunen kan påvirke støvemissionen, " sagde Jin. "Når vi har en stærkere monsun, vi har opvarmning i den øvre atmosfære. Konvektionen forbundet med monsunen kan gå op til en meget høj højde, så meget som 10 kilometer. Når dette luftmønster over monsunen opvarmes, du producerer noget som en bølge. På tværs af området, du vil have højt tryk, derefter lavt tryk, derefter højtryk. Disse bølger kan transportere luft til Mellemøsten. Luften kommer opad over det indiske subkontinent, går derefter til Mellemøsten og går nedad - og når den nedadgående luft rammer overfladen, den kan opfange en masse støvaerosoler."

Jins medforfattere på papiret er Bing Pu, adjunkt i geografi og atmosfærisk videnskab ved KU; Jiangfeng Wei fra Nanjing University of Information Science and Technology i Nanjing, Jiangsu, Kina; William K.M. Lau ved University of Maryland og Chien Wang fra Laboratoire d'Aerologie, CNRS/UPS, Toulouse, Frankrig.

Deres arbejde omfattede en gennemgang af litteratur om forholdet mellem mellemøststøv og de indiske sommermonsuner, sammen med original forskning ved hjælp af supercomputere for bedre at forstå fænomenet.

Selvom det har været kendt, at der findes en "forhøjet varmepumpe" på grund af støv fra den arabiske halvø, Jin og hans kolleger argumenterer for en anden kilde i Sydasien, der giver næring til virkningen af ​​aerosoliseret støv på de indiske sommermonsuner:Det iranske plateau.

"Det iranske plateau ligger mellem Mellemøsten og det tibetanske plateau, og det iranske plateau er også meget højt, "Sagde Jin." Landet i høj højde, når solstråling når overfladen, bliver meget varmt. Over dette varme iranske plateau, vi kan forvente ændringer i monsuncirkulationen og samtidig kan den varme luft over det iranske plateau også styrke cirkulationen over ørkenerne på den arabiske halvø. Så, det iranske plateau kan øge støvemissionen fra Mellemøsten, samt monsuncirkulation og monsunnedbør. Det iranske plateau er en anden driver, der kan forklare forholdet mellem mellemøststøv og indiske sommermonsuner."

Jin sagde, at papiret udforsker tre andre mekanismer, der påvirker den indiske sommermonsun. Den ene er den sneformørkende effekt, hvor sort kulstof og støv reducerer sneens reflektionsevne, opvarmning af landet og troposfæren ovenover. En anden er den soldæmpende effekt, hvor aerosoler i atmosfæren får landoverfladen til at afkøle. Til sidst, forskningen overvejer, hvordan aerosoliseret støv kan tjene som issky-kerner, som kan "ændre de mikrofysiske egenskaber af isskyer og følgelig den indiske sommer-monsunregn."

KU-forskeren sagde, at forståelsen af ​​disse mekanismer og klimatiske virkninger af støv vil vise sig at være af stigende betydning i lyset af globale klimaændringer.

"Dette gælder især for Asien - der er klimaprognoser, der viser, at der i nogle områder i Asien er jorden bliver tørrere, "Sagde Jin." Så, vi forventer flere støvemissioner, og støv vil spille en vigtigere rolle i et stykke tid fremover i Asien. Vi har en masse menneskeskabt emission, eller luftforurening, i det østlige Kina, Østasien og Indien. Men når folk forsøger at forbedre vores luftkvalitet, forholdet mellem naturligt støv og menneskeskabt aerosol vil stige - det betyder, at støv vil spille en vigtigere rolle i fremtiden."