Νέα έρευνα βασισμένη σε δεκαετίες δορυφορικών παρατηρήσεων αποκαλύπτει μια απροσδόκητη ατμοσφαιρική σύνδεση: η ορυκτή σκόνη από μακρινές ερήμους μπορεί να προκαλέσει το πάγωμα των νεφών στο Βόρειο Ημισφαίριο.
Η σκόνη επηρεάζει τα νέφη
Μια νέα μελέτη διαπίστωσε ότι μικροσκοπικά σωματίδια σκόνης που ταξιδεύουν από μακρινές ερήμους μπορούν να βοηθήσουν στην πρόκληση του παγώματος των νεφών στο Βόρειο Ημισφαίριο. Αυτή η ανεπαίσθητη ατμοσφαιρική διαδικασία επηρεάζει το πόσο τα σύννεφα του ηλιακού φωτός αντανακλώνται πίσω στο διάστημα και πώς παράγουν βροχή και χιόνι. Λόγω αυτών των επιδράσεων, ο μηχανισμός θα μπορούσε να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στη βελτίωση των κλιματικών προβλέψεων.
Χρησιμοποιώντας 35 χρόνια δορυφορικών δεδομένων, μια διεθνής ομάδα με επικεφαλής το ETH Zurich διερεύνησε πώς η ορυκτή σκόνη επηρεάζει τον σχηματισμό νεφών. Αυτά τα σωματίδια ανυψώνονται από τις επιφάνειες της ερήμου από ισχυρούς ανέμους και μεταφέρονται ψηλά στην ατμόσφαιρα. Μόλις φτάσουν εκεί, μπορούν να λειτουργήσουν ως σπόροι που προκαλούν το πάγωμα των σταγονιδίων μέσα στα σύννεφα. Το φαινόμενο είναι ιδιαίτερα σημαντικό στις βόρειες περιοχές, όπου τα σύννεφα σχηματίζονται συχνά σε θερμοκρασίες ελαφρώς κάτω από το μηδέν.
«Διαπιστώσαμε ότι όπου υπάρχει περισσότερη σκόνη, τα σύννεφα είναι πολύ πιο πιθανό να παγώσουν στην κορυφή», εξηγεί ο Diego Villanueva, μεταδιδακτορικός ερευνητής για την Ατμοσφαιρική Φυσική στο ETH Zurich και κύριος συγγραφέας της μελέτης. «Αυτό έχει άμεσο αντίκτυπο στο πόσο ηλιακό φως αντανακλάται πίσω στο διάστημα και στο πόση βροχόπτωση παράγεται.»
Η σκόνη μετατρέπει τα σύννεφα σε πάγο
Οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν σε σύννεφα μικτής φάσης, τα οποία περιέχουν τόσο υπερψυγμένα υγρά σταγονίδια όσο και κρυστάλλους πάγου. Αυτά τα σύννεφα σχηματίζονται σε θερμοκρασίες μεταξύ -39 °C και 0 °C (-38 °F έως 32 °F). Είναι ευρέως διαδεδομένα σε περιοχές μεσαίου και υψηλού γεωγραφικού πλάτους, ιδιαίτερα πάνω από τον Βόρειο Ατλαντικό, τη Σιβηρία και τον Καναδά.
Τα σύννεφα μικτής φάσης είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στις περιβαλλοντικές συνθήκες. Ένας βασικός παράγοντας είναι η παρουσία σωματιδίων σχηματισμού πάγου, τα οποία συχνά προέρχονται από αερολύματα σκόνης ερήμου που έχουν ταξιδέψει σε μεγάλες αποστάσεις μέσω της ατμόσφαιρας.
Σκόνη και σύννεφα πάνω από τη Σαχάρα
Για να διερευνήσουν τη σχέση, οι ερευνητές συνέκριναν δορυφορικές παρατηρήσεις των συγκεντρώσεων σκόνης με το πόσο συχνά τα σύννεφα ανέπτυσσαν πάγο στις κορυφές τους. Προέκυψε ένα σαφές μοτίβο. Όταν τα επίπεδα σκόνης ήταν υψηλότερα και οι θερμοκρασίες ήταν χαμηλότερες, τα σύννεφα με τις κορυφές πάγου εμφανίζονταν πιο συχνά.
Σύμφωνα με την ομάδα, αυτό το μεγάλης κλίμακας μοτίβο ταίριαζε απόλυτα με τις προβλέψεις από εργαστηριακές μελέτες που εξετάζουν πώς η ορυκτή σκόνη προκαλεί το πάγωμα των σταγονιδίων νερού.
«Αυτή είναι μια από τις πρώτες μελέτες που δείχνουν ότι οι δορυφορικές μετρήσεις της σύνθεσης των νεφών ταιριάζουν με αυτά που γνωρίζουμε από την εργαστηριακή εργασία», λέει η Ulrike Lohmann, επικεφαλής συν-συγγραφέας και καθηγήτρια Ατμοσφαιρικής Φυσικής στο ETH Zurich.
Ένα νέο σημείο αναφοράς για τα κλιματικά μοντέλα
Η κατάψυξη των νεφών παίζει βασικό ρόλο στο κλιματικό σύστημα. Επηρεάζει την ποσότητα του ηλιακού φωτός που αντανακλούν τα σύννεφα στο διάστημα και καθορίζει πόσο αποτελεσματικά απελευθερώνουν βροχόπτωση. Τα κλιματικά μοντέλα βασίζονται σε ακριβείς περιγραφές αυτών των διεργασιών, ωστόσο οι ερευνητές εδώ και καιρό δεν είχαν παγκόσμιες παρατηρήσεις που να συνδέουν σαφώς την αερομεταφερόμενη σκόνη με το πάγωμα των νεφών.
Τα νέα αποτελέσματα καθιερώνουν μια μετρήσιμη σχέση μεταξύ της ατμοσφαιρικής σκόνης και της εμφάνισης πάγου στις κορυφές των νεφών. Αυτό παρέχει ένα σημαντικό σημείο αναφοράς που θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να βελτιώσουν τις κλιματικές προσομοιώσεις.
«Βοηθά στον εντοπισμό ενός από τα πιο αβέβαια κομμάτια του κλιματικού παζλ», λέει η Villanueva.
Μια σύνθετη εικόνα - με ένα σαφές σήμα
Οι επιστήμονες μελετούν την κατάψυξη μεμονωμένων σταγονιδίων νερού εδώ και δεκαετίες, εστιάζοντας συχνά σε μικροσκοπικές διεργασίες. Η νέα έρευνα δείχνει ότι η παγετοποίηση των νεφών ακολουθεί την ίδια βασική συμπεριφορά που παρατηρείται σε αυτά τα πειράματα μικρής κλίμακας, αλλά σε πολύ μεγαλύτερα ατμοσφαιρικά συστήματα.
Αυτή συνδέει εξαιρετικά μικρές δομές στις επιφάνειες των σωματιδίων σκόνης, μετρούμενες σε νανόμετρα (1 νανόμετρο ισούται με περίπου 0,00000004 ίντσες), με συστήματα νεφών που εκτείνονται για χιλιόμετρα (1 χιλιόμετρο ισούται με περίπου 0,62 μίλια) και μπορούν να παρατηρηθούν από δορυφόρους σε τροχιά.
Η επίδραση της σκόνης στην κατάψυξη των νεφών δεν είναι ομοιόμορφη παγκοσμίως. Σε ερημικές περιοχές όπως η Σαχάρα, τα σύννεφα είναι σχετικά σπάνια και ο ανερχόμενος θερμός αέρας μπορεί να περιορίσει την κατάψυξη. Στο Νότιο Ημισφαίριο, το θαλασσινό αλάτι και άλλα θαλάσσια αερολύματα μπορεί να διαδραματίζουν μεγαλύτερο ρόλο από τη σκόνη της ερήμου.
Οι ερευνητές λένε ότι χρειάζονται πρόσθετες μελέτες για να προσδιοριστεί πώς άλλοι παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της έντασης του ανοδικού ρεύματος και της ατμοσφαιρικής υγρασίας, διαμορφώνουν τη διαδικασία κατάψυξης. Ακόμα κι έτσι, η μελέτη υπογραμμίζει ένα σημαντικό συμπέρασμα. Μικροσκοπικοί κόκκοι σκόνης από μακρινές ερήμους βοηθούν στην επίδραση των νεφών από πάνω και αυτά τα σύννεφα παίζουν ρόλο στη διαμόρφωση του μελλοντικού κλίματος της Γης.
www.worldenergynews.gr
