Команда исследователей из Университета Цюриха впервые использовала симуляцию на суперкомпьютере CSCS Piz Daint для исследования того, как выделения сажи в атмосферу влияют на формирование облаков. Результаты показали, что влияние озона и серной кислоты меняют формирование облаков и, в конечном счете, оказывает существенное воздействие на изменение климата.
Ученые объяснили, что при сжигании древесины, нефтепродуктов или других органических материалов в атмосферу выделяются частицы сажи, состоящие из углерода. Эта сажа считается вторым по значимости антропогенным агентом, оказывающим воздействие на климат. Частицы сажи в атмосфере поглощают коротковолновое излучение Солнца и тем самым способствуют глобальному потеплению.
Команда выяснила, что когда частицы сажи соединяются с озоном или серной кислотой, их физические и химические свойства меняются. Состаренные озоном частицы образуют ядра конденсации в нижних слоях атмосферы, что способствует образованию облаков. Однако в более высоких слоях атмосферы частицы сажи, действуют как ядра льда.
В этих симуляциях развитие аэрозольных частиц сочетается с физикой формирования облаков в интерактивных вычислениях. Это сложный процесс, требующий больше времени, чем обычное моделирование климата. Моделирование сажи показало, что при удвоении содержания углекислого газа в атмосфере по сравнению с доиндустриальной эпохой, образуется меньше низких облаков.
В то же время, высокая концентрация сажи приводит к большему охлаждению верхней части облаков, в результате чего выше смешивается больше сухого воздуха. «Эти облака затем испаряются быстрее, особенно в более теплом климате. Благодаря более быстрому испарению остается меньше низких облаков, а больше коротковолнового излучения попадает на землю и нагревает ее».
Читать также
Годовая миссия в Арктике закончилась, и данные неутешительны. Что ждет человечество?
Посмотрите на самые близкие снимки поверхности Солнца
Коронавирусы научились имитировать иммунные белки человека и обманывать организм