Μια ομάδα χημικών της ατμόσφαιρας έχει φτάσει πιο κοντά σε αυτό που θεωρείται «ιερό δισκοπότηρο» της επιστήμης της αλλαγής του κλίματος: οι πρώτοι άμεσοι εντοπισμοί βιολογικών σωματιδίων μέσα σε σύννεφα πάγου. Ice in Clouds Experiment - Η ομάδα Layer Clouds (ICE-L) ανέβασε ένα φασματόμετρο μάζας σε ένα αεροσκάφος C-130 και πραγματοποίησε μια σειρά πτήσεων υψηλής ταχύτητας μέσω ενός τύπου cloud που είναι γνωστό ως cloud wave. Η ανάλυση των κρυστάλλων πάγου αποκάλυψε ότι τα σωματίδια που ξεκίνησαν την ανάπτυξή τους αποτελούσαν σχεδόν εξ ολοκλήρου είτε σκόνη είτε βιολογικό υλικό όπως βακτήρια, μυκητιακά σπόρια και φυτικό υλικό. Ενώ είναι από καιρό γνωστό ότι οι μικροοργανισμοί γίνονται αερομεταφερόμενοι και ταξιδεύουν σε μεγάλες αποστάσεις, αυτή η μελέτη είναι η πρώτη που αποδίδει άμεσα δεδομένα σχετικά με το πώς λειτουργούν για να επηρεάσουν το σχηματισμό νέφους.
Η ομάδα, με επικεφαλής τον Kimberly Prather και τον Kerri Pratt του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο, Scripps Institution of Oceanography, πραγματοποίησαν επιτόπιες μετρήσεις καταλοίπων κρυστάλλων πάγου νέφους και διαπίστωσαν ότι τα μισά ήταν μεταλλική σκόνη και περίπου το ένα τρίτο αποτελούσαν ανόργανα ιόντα αναμεμιγμένα με άζωτο, φώσφορο και άνθρακα - τα στοιχεία της βιολογικής ύλης.
Η ταχύτητα του δευτερόλεπτου της ανάλυσης επέτρεψε στους ερευνητές να κάνουν διακρίσεις μεταξύ σταγονιδίων νερού και σωματιδίων πάγου. Οι πυρήνες του πάγου είναι πιο σπάνιοι από τους πυρήνες σταγονιδίων.
Η ομάδα απέδειξε ότι τόσο η σκόνη όσο και το βιολογικό υλικό σχηματίζουν πράγματι τους πυρήνες αυτών των σωματιδίων πάγου, κάτι που προηγουμένως μπορούσε να προσομοιωθεί μόνο σε εργαστηριακά πειράματα.
"Αυτό ήταν πραγματικά ένα είδος ιερού μέτρου για μας," είπε ο Prather.
«Η κατανόηση των σωματιδίων που σχηματίζουν πυρήνες πάγου και τα οποία έχουν εξαιρετικά χαμηλές συγκεντρώσεις και είναι εγγενώς δύσκολο να μετρηθούν, σημαίνει ότι μπορείτε να αρχίσετε να κατανοείτε διαδικασίες που οδηγούν σε κατακρήμνιση. Κάθε νέα πληροφορία που μπορείτε να λάβετε είναι κρίσιμη.
Τα ευρήματα δείχνουν ότι τα βιολογικά σωματίδια που απορροφώνται από καταιγίδες σκόνης βοηθούν στην πρόκληση σχηματισμού πάγου νέφους και ότι η περιοχή προέλευσής τους κάνει τη διαφορά. Τα στοιχεία δείχνουν όλο και περισσότερο ότι η σκόνη που μεταφέρεται από την Ασία θα μπορούσε να επηρεάσει τις βροχοπτώσεις στη Βόρεια Αμερική, για παράδειγμα.
Οι ερευνητές ελπίζουν να χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα ICE-L για να σχεδιάσουν μελλοντικές μελέτες που θα χρονολογούνται σε γεγονότα όταν τέτοια σωματίδια μπορεί να διαδραματίσουν μεγαλύτερο ρόλο στην πρόκληση βροχής ή χιονόπτωσης.
«Αν κατανοήσουμε τις πηγές των σωματιδίων που πυρηνοποιούν τα σύννεφα και τη σχετική αφθονία τους, μπορούμε να προσδιορίσουμε τον αντίκτυπό τους στο κλίμα», δήλωσε ο Pratt, επικεφαλής συγγραφέας της εφημερίδας.
Οι επιπτώσεις των μικροσκοπικών αερομεταφερόμενων σωματιδίων που ονομάζονται αερολύματα στο σχηματισμό νέφους ήταν μερικές από τις πιο δύσκολες πτυχές του καιρού και του κλίματος για να κατανοήσουν οι επιστήμονες.
Στην επιστήμη της κλιματικής αλλαγής, η οποία αντλεί πολλές από τις προβολές της από προσομοιώσεις υπολογιστών για κλιματικά φαινόμενα, οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ αερολυμάτων και σύννεφων αντιπροσωπεύουν αυτό που οι επιστήμονες θεωρούν τη μεγαλύτερη αβεβαιότητα στις προβλέψεις μοντελοποίησης για το μέλλον.
«Με δειγματοληψία σύννεφων σε πραγματικό χρόνο από ένα αεροσκάφος, αυτοί οι ερευνητές μπόρεσαν να λάβουν πληροφορίες σχετικά με σωματίδια πάγου σε σύννεφα σε ένα άνευ προηγουμένου επίπεδο λεπτομέρειας», δήλωσε η Anne-Marie Schmoltner της Διεύθυνσης Ατμοσφαιρικών Επιστημών του NSF, η οποία χρηματοδότησε την έρευνα.
Πηγή: EurekAlert
