Zespół chemików atmosferycznych zbliżył się do czegoś, co jest uważane za „świętego Graala” nauki o zmianach klimatu: pierwsze w historii bezpośrednie wykrycie cząstek biologicznych w lodowych chmurach. Eksperyment Ice in Clouds - zespół Layer Clouds (ICE-L) zamontował spektrometr masowy na samolocie C-130 i wykonał serię szybkich lotów przez rodzaj chmury zwanej chmurą fal. Analiza kryształów lodu ujawniła, że cząstki, które rozpoczęły ich wzrost, zostały zbudowane prawie całkowicie z pyłu lub materiału biologicznego, takiego jak bakterie, zarodniki grzybów i materiał roślinny. Chociaż od dawna wiadomo, że mikroorganizmy przenoszą się w powietrze i podróżują na duże odległości, to badanie jako pierwsze dostarczyło bezpośrednich danych na temat tego, jak działają na wpływ na tworzenie się chmur.
Zespół, kierowany przez Kimberly Prather i Kerri Pratt z University of California w San Diego, Scripps Institution of Oceanography, przeprowadził pomiary in situ pozostałości kryształów lodu w chmurze i stwierdził, że połowa to pył mineralny, a około jedna trzecia składa się z nieorganicznego jony zmieszane z azotem, fosforem i węglem - charakterystyczne elementy materii biologicznej.
Szybkość analizy sekunda po drugiej pozwoliła naukowcom na odróżnienie kropelek wody od cząstek lodu. Jądra lodowe są rzadsze niż jądra kropelkowe.
Zespół wykazał, że zarówno pył, jak i materiał biologiczny rzeczywiście tworzą jądra tych cząstek lodu, co wcześniej można było symulować tylko w eksperymentach laboratoryjnych.
„To był dla nas rodzaj świętego pomnika Graala” - powiedział Prather.
„Zrozumienie, które cząstki tworzą jądra lodu, a które mają wyjątkowo niskie stężenia i są z natury trudne do zmierzenia, oznacza, że możesz zacząć rozumieć procesy, które powodują wytrącanie. Każda nowa informacja, którą możesz zdobyć, ma kluczowe znaczenie. ”
Odkrycia sugerują, że cząsteczki biologiczne, które zostają zmiecione podczas burz pyłowych, pomagają indukować tworzenie się chmur chmur i że ich region pochodzenia ma znaczenie. Coraz więcej dowodów wskazuje, że pył transportowany z Azji może na przykład wpływać na opady atmosferyczne w Ameryce Północnej.
Naukowcy mają nadzieję wykorzystać dane ICE-L do zaprojektowania przyszłych badań dostosowanych do wydarzeń, w których cząstki te mogą odgrywać większą rolę w wywoływaniu deszczu lub opadów śniegu.
„Jeśli zrozumiemy źródła cząstek zarodkujących chmury i ich względną obfitość, możemy określić ich wpływ na klimat”, powiedział Pratt, główny autor artykułu.
Wpływ drobnych unoszących się w powietrzu cząstek zwanych aerozolami na tworzenie się chmur był jednym z najtrudniejszych aspektów pogody i klimatu dla naukowców.
W nauce o zmianie klimatu, która opiera wiele swoich prognoz na komputerowych symulacjach zjawisk klimatycznych, interakcje między aerozolami i chmurami reprezentują to, co naukowcy uważają za największą niepewność w modelowaniu prognoz na przyszłość.
„Próbkując chmury w czasie rzeczywistym z samolotu, badacze byli w stanie uzyskać informacje o cząstkach lodu w chmurach na niespotykanym poziomie szczegółowości” - powiedziała Anne-Marie Schmoltner z NSF Division of Atmospheric Sciences, która sfinansowała badania.
Źródło: EurekAlert
