Международная группа ученых под руководством Бирмингемского университета, в которую вошли партнеры из Китая и Испании, опубликовала результаты своего исследования в журнале Nature Geoscience. Ученые представили первое реальное доказательство того, что в местах, где арктический морской лед встречается с открытым океаном, морская жизнь и солнечный свет создают химическую смесь, которая насыщает небо частицами, формирующими облака.
В результате взаимодействия природного йода, серы и органических соединений образуются атмосферные частицы. Вблизи кромки льда исследователи наблюдали, как количество частиц, способных образовывать облачные капли, за сутки увеличилось в 50 раз.
Из-за потепления в атмосфере Арктики лед тает. Тающий лед обнажает продуктивную кромку, которая впоследствии образует частицы. Эти частицы могут изменять облачный покров, что влияет на радиационный баланс Земли.
Соавтор исследования доктор Джеймс Брин, доцент кафедры атмосферных наук в Бирмингемском университете, сказал: «Наши результаты — первое практическое подтверждение недавно выявленного механизма химических процессов в атмосфере с участием йодоксидов и серной кислоты. До сих пор этот процесс был продемонстрирован только в ходе лабораторных экспериментов в камере CLOUD в ЦЕРНе».
Исследователи также выявили новый класс атмосферных соединений, известных как йодсодержащие окисленные органические молекулы (I-OOM), которые играют важную роль в увеличении размера вновь образованных частиц, чтобы те могли влиять на облака.
Доктор Джеймс Брин добавил: «Эти соединения помогают мелким частицам превращаться в более крупные, которые могут служить ядрами для конденсации. Мы полагаем, что такие молекулы были обнаружены впервые, и это открывает важные пути в химии йода».
Исследователи выяснили, что новые частицы образуются более чем в 80% солнечных дней, что свидетельствует о распространенности процесса в этой части Арктики. Их образование происходит за счет соединений, которые выбрасываются в воздух и химически преобразуются под воздействием солнечного света. К таким соединениям относятся:
- Соединения йода, выделяемые океаном, морским льдом и прибрежными районами.
- Диметилсульфид, выделяемый морскими растениями и водорослями.
- Органические соединения, естественным образом выделяемые океаном или сушей.
Автор исследования Цзунбо Ши, профессор биогеохимии атмосферы в Бирмингемском университете, сказал: «Это открытие важно, потому что новые частицы могут влиять на облака, которые играют решающую роль в определении того, сколько тепла задерживается или отражается». Увеличение количества облаков или их плотности в сезон потепления может ускорить таяние льда, одновременно охлаждая открытый океан.
За последние 40 лет Арктика нагревалась в 3 раза быстрее, чем в среднем по миру, что делает ее одним из самых чувствительных к изменению климата регионов на Земле. Понимание того, как естественные выбросы влияют на облака, крайне важно для прогнозирования изменений климата в этом регионе. Открытие поможет лучше понять, как изменение климата влияет на Арктику и как сам регион воздействует на глобальный климат.
Самые сильные эффекты наблюдались в пограничной зоне льда — узкой полосе, где открытый океан встречается с тающим морским льдом и где морские водоросли наиболее продуктивны. Во время одного из таких событий количество частиц, участвующих в засеве облаков, увеличилось с 50 до 1500 на кубический сантиметр.
Эта полоса расширяется по мере сокращения площади арктического морского льда. Поскольку этот процесс не учитывается в современных климатических моделях, его влияние на регион пока не принимается во внимание в прогнозах, и сейчас команда ученых работает над тем, чтобы включить его в модели.
[Фото: magnific]
