Учени откриха досега неизвестен природен процес в Арктика, който може да увеличи значително количеството на частиците, образуващи облаци в атмосферата. Това откритие може да окаже съществено влияние върху разбирането за облачния покрив, отражението на слънчевата светлина и реакцията на региона към бъдещите климатични промени.

Резултатите от изследването, публикувани на 5 август в списанието Nature Geoscience са получени от международен екип под ръководството на Университета в Бирмингам с участието на учени от Китай и Испания. Изследователите за първи път представиха реални доказателства, че в зоната на контакт между арктическия морски лед и открития океан протича мощен процес на образуване на частици. В тази област морският живот и слънчевата светлина допринасят за създаването на химична смес, която може да насища атмосферата с частици, влияещи върху облаците.

Взрив от частици, образуващи облаци край арктическия лед

Процесът включва естествени съединения на йод, сяра и органични вещества, които се отделят във въздуха и допринасят за образуването на нови атмосферни частици. Край ръба на морския лед изследователите наблюдаваха 50-кратно увеличение на количеството частици, способни да образуват облачни капки, в рамките на един ден. Със затоплянето на арктическата атмосфера се топи все повече морски лед. Това отстъпване разкрива голяма площ от биологично продуктивния край на леда, където може да се осъществи образуването на частици. Допълнителните частици могат да променят облачното покритие, което от своя страна влияе върху радиационния баланс на Земята, като променя количеството на поглъщаната или отразената енергия.

„Нашите резултати предоставят първото реално потвърждение на наскоро открит механизъм на атмосферната химия, в който участват йодоксикиселини и сярна киселина. Досега този процес беше демонстриран само в лабораторни експерименти в камерата CLOUD в ЦЕРН.“

отбеляза съавторът на изследването Д-р Джеймс Брин, доцент в катедрата по атмосферни науки на Университета в Бирмингам Наскоро идентифицираните молекули спомагат за растежа на частиците

Екипът също така откри досега неизвестен клас атмосферни съединения – йодсъдържащи кислородсъдържащи органични молекули (I-OOM). Тези съединения, по всичко личи, помагат на новообразуваните частици да нараснат до размери, достатъчни, за да повлияят на образуването на облаци.

„Тези наскоро идентифицирани съединения помагат на малките частици да нараснат до по-големи, които могат да служат като ядра за облаци. Смятаме, че такива молекули се наблюдават за първи път и това сочи към важни нови пътища в химията на йода.“

добави Д-р Брин

Изследователите са открили признаци за образуване на нови частици в повече от 80% от слънчевите дни, което сочи, че това явление е широко разпространено в тази част на Арктика. Процесът започва със съединения, отделяни в атмосферата, които след това се преобразуват химически под въздействието на слънчевата светлина. Ключовите компоненти включват:

Йодни съединения, отделяни от океана, морския лед и крайбрежните зони. Диметилсулфид, произвеждан от морски растения и водорасли. Органични съединения, отделяни по естествен път от океана или сушата. Арктическите облаци могат да повлияят на регионалното затопляне

„Нашето откритие е важно, защото тези нови частици могат да повлияят на облаците, които играят решаваща роля при определянето на количеството топлина, което се задържа или се отразява. Повече облаци или по-гъсти облаци през топлия сезон потенциално могат да ускорят топенето на леда, като същевременно охлаждат открития океан. Арктика се е затоплила повече от 3 пъти по-бързо от средните световни показатели през последните 40 години, което я превръща в един от най-чувствителните към климатичните промени региони на Земята. Разбирането на това как естествените емисии влияят върху облаците е от решаващо значение за прогнозирането на климатичните промени в този регион. Нашето откритие ще помогне на климатичните модели да разберат по-добре как климатичните промени влияят върху Арктика и как самият регион влияе върху глобалния климат.“

отбеляза водещият автор на изследването, професор Цзунбо Ши от Университета в Бирмингам

Най-големите промени бяха регистрирани в зоната на крайбрежния лед – тясна област, където топящият се морски лед се среща с открити води и морските водорасли са особено продуктивни. По време на едно събитие в тази зона концентрацията на частиците, служещи като ядра за облаците, се е увеличила приблизително от 50 до 1500 на кубичен сантиметър.

Липсващ процес в климатичните модели

С продължаващото отстъпване на арктическия морски лед зоната на периферния лед се разширява. Това може да увеличи площта, в която протича този наскоро документиран процес на образуване на частици. Съвременните климатични модели не включват този механизъм, което означава, че потенциалното му влияние върху арктичния климат все още не е отразено в прогнозите. Изследователите в момента работят по включването на този процес в климатичните модели, за да разберат по-добре неговото влияние върху региона.