Chmury i aerozole

Dowiedz się więcej!

Aerozole i klimat

W rozdziale "Chmury i klimat" przedstawiliśmy jak chmury wpływają na klimat. Po pierwsze "odsyłają" z powrotem w przestrzeń kosmiczną część energii słonecznej, która dociera do naszej planety (około 30% promieniowania słonecznego ulega odbiciu), po drugie zaś zatrzymują część promieniowania podczerwonego emitowanego przez Ziemię.

Jaka jest jednak rola aerozoli w systemie klimatycznym? Czy zmieniają one ilość energii docierającej do powierzchni ziemi przy braku zachmurzenia? Czy, skoro uczestniczą w tworzeniu się chmur, to mają także wpływ na ich późniejsze przemiany?

Bezpośredni wpływ aerozoli na klimat

Aerozole rozpraszają i absorbują światło, dlatego mają wpływ na widzialność. Proces ten ma jednak także znaczenie dla klimatu, gdyż aerozole mogą zmniejszać ilość energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi.
 

W roku 1783 na Islandii miała miejsce silna erupcja wulkaniczna. Znany naukowiec Benjamin Franklin, który obserwował zjawisko "suchej mgły" we Francji powiązał z tym zjawiskiem mroźną zimę jaka wystąpiła wtedy w Europie. Gęstość owej mgły opisał mówiąc, iż nawet szkło powiększające użyte jako soczewka nie byłoby w stanie nadpalić papieru. Franklin sugerował  spadek ilości promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni ziemi związany ze wspomnianą erupcją.

Wymarcie dinozaurów wiązane jest upadkiem meteorytu 60 mln lat temu. To zderzenie spowodowało dostawę do atmosfery wielkiej liczby aerozoli, których chmura przysłoniła słońce na kilka miesięcy, powodując znaczne oziębienie powierzchni Ziemi.
 

Obserwacje i symulacje wykonane po wybuchu Mount Pinatubo udowodniły spadek średniej temperatury powierzchni naszej planety o 0,5°C
Bezpośredni wpływ aerozoli na klimat, czyli rozpraszanie promieniowania słonecznego, prowadzi do globalnego ochłodzenia.
 

Udział ludzi w bezpośrednim oddziaływaniu aerozoli

Człowiek poprzez swoje działania (rozwój przemysłu, spalanie paliw kopalnych np. w samochodach, pożary lasów itp.) może emitować do atmosfery znaczne ilości aerozoli. Przykładowo, warstwa zanieczyszczeń o grubości 3 km nazywana "brązową azjatycką mgiełką" rozpościera się nad Azją Południową. Zmienia ona warunki pogodowe i stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia setek tysięcy ludzi. Ta masa aerozoli zmniejsza ilość światła i energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi nawet do 10-15%.

Aerozole mają także pośredni wpływ na klimat, a człowiek nie wypowiedział jeszcze ostatniego słowa …
 

Pośredni wpływ aerozoli na klimat

Pośredni wpływ aerozoli na klimat polega na zmianie bilansu promieniowania układu Ziemia-atmosfera wskutek zmian albedo chmur i wielkości zachmurzenia. Pośrednie skutki oddziaływania aerozoli na klimat są dużo trudniejsze do oszacowania niż opisane wcześniej skutki bezpośrednie, obejmują bowiem także związki pomiędzy cechami aerozoli a właściwościami chmur:
Zmiana liczby i rozmiarów cząstek znajdujących się w powietrzu prowadzi do zmiany ilości i koncentracji jąder kondensacji, co w konsekwencji powoduje zmiany w ilości i wielkości kropelek w chmurze i tym samym zmiany w albedo chmury.

Udział człowieka w pośrednim oddziaływaniu aerozoli

Emisje antropogeniczne są źródłem ogromnych ilości aerozoli. Uważa się, że aerozole pochodzenia antropogenicznego mają dwojaki wpływ na  własności chmur. Po pierwsze, wzrastająca liczba jąder kondensacji powoduje tworzenie się większej ilości mniejszych kropelek w chmurach, przez co wzrasta rozpraszanie światła i albedo chmury. Po drugie, gdy chmurę tworzą małe krople wody to opad atmosferyczny jest mniejszy, przez co chmura utrzymuje się dłużej, a zachmurzenie Ziemi jest większe.

Zarówno oddziaływanie bezpośrednie, jak i pośrednie aerozoli wpływa na zmniejszenie promieniowania słonecznego pochłanianego przez powierzchnię Ziemi, co powoduje globalne ochłodzenie.
 

Rycina 3 prezentuje pośredni wpływ aerozoli: zanieczyszczone chmury wysyłają więcej promieniowania z powrotem w przestrzeń kosmiczną, zaś opad deszczu jest ograniczony z powodu mniejszych rozmiarów kropel w chmurze
 

Jednakże pośrednie oddziaływanie aerozoli, ze względu na skomplikowaną i złożoną drogę od pojedynczych cząstek aerozolu do ich wpływu na albedo chmury, wciąż budzi wiele wątpliwości.
Nie ulega jednak wątpliwości, że poprzez oddziaływanie bezpośrednie i pośrednie aerozole odgrywają określoną rolę w bilansie promieniowania naszej planety.
 

O tej stronie:

Autor: Justine Gourdeau, LaMP Clermont-Ferrand, Francja
Recenzent: Dr Vincent Giraud, LaMP, Francja
ostatnia aktualizacja:  2004-04-26
Tłumaczenie na język polski: Dr Agnieszka Wypych, Dr Anita Bokwa, Uniwersytet Jagielloński, Kraków