یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که آلودگی هوا با نانوذرات، تشکیل ابرها را مختل می‌کند و بر چرخه باران، به‌ویژه در منطقه آمازون تأثیر می‌گذارد.
[در ویدیو] تشخیص 5 ابر برای پیش بینی آب و هوا برای هزاران سال، مردان یاد گرفته اند که آب و هوا را به لطف سرنخ هایی از طبیعت پیش بینی کنند. در میان آنها، ابرها می توانند ایده خوبی از آب و هوای کوتاه مدت ارائه دهند.
امروزه خطرات ناشی از نانوذرات برای سلامت انسان و حیوانات به خوبی شناخته شده است. با این حال، تا کنون آنها در فرآیندهای جوی حاکم بر تغییرات آب و هوایی نقشی نداشتند، زیرا برای تعامل در ابرها بسیار کوچک در نظر گرفته می شدند. با این حال، یک مطالعه جدید به تازگی نشان داده است که نانوذرات آئروسل می توانند نقش مهمی در چرخه باران، به ویژه در جنگل های بارانی آمازون ایفا کنند.
ابرهای بارانی از رشد قطرات آب در اطراف ذرات رطوبتی مختلف معلق در تروپوسفر تشکیل می شوند. در این فرآیند، ترکیبات آلی فرار – چه به طور طبیعی مانند لیمونن (ساطع شده از جنگل های مخروطیان) و چه انسان زایی مانند بنزن و تولوئن (ساخته شده از سوزاندن منابع فسیلی) – می توانند روی ذرات دیگر، به ویژه ذرات آلودگی تجمع کنند. اما برای مشارکت در تشکیل ابرها ، این هسته های تراکم باید به حداقل اندازه 60 تا 70 نانومتر برسند. با این حال، تا کنون، ذرات آئروسل کمتر از 10 نانومتر، که به صورت جرمی توسط فعالیت انسان تولید می‌شوند، برای عمل به عنوان یک هسته تراکم در ابرها بسیار کوچک در نظر گرفته می‌شدند. بنابراین به نظر نمی رسید آنها قادر به تأثیرگذاری بر توسعه ابر باشند.
با این حال، تیمی از محققان برزیلی و آمریکایی به تازگی در مطالعه‌ای که در مجله Science Advances منتشر شده است، نشان داده‌اند که فرآیندهای هسته‌زایی چندان ساده نیستند.
این تیم بر داده‌های به‌دست‌آمده توسط هواپیما در طول پروازهایی که در ارتفاع 5 کیلومتری از شهر مانائوس در برزیل انجام می‌شد، تکیه کردند. این مرکز شهری مهم دو میلیون ساکن دارد و توسط جنگل های آمازون احاطه شده است. هدف از این مطالعه بررسی فعل و انفعالات بین ذرات معلق در هوا و ابرها در بالای مناطق شهری و همچنین در مناطق جنگلی هنوز بکر بود.
La ville de Manaus au Brésil، entourée par la forêt Amazonienne. © هماهنگی عمومی رصد زمین /INPE از برزیل، Wikimedia Commons ، CC by-sa 2.0
منطقه آمازون با جریان های همرفتی قوی مشخص می شود که بخار آب و سایر گازها را به لایه های بالایی جو می برد. از جمله این ذرات می توان به نانو ذرات آلودگی اشاره کرد. با این حال، نتایج این مطالعه جدید نشان می دهد که ترکیبات آلی فرار زمانی که دما به اندازه کافی پایین است که در ارتفاعات بسیار بالا اتفاق می افتد، قادر به متراکم شدن روی سطح این نانوذرات هستند. در این شرایط، نانوذرات به هسته های تراکمی تبدیل می شوند که به تدریج متورم می شوند تا به اندازه 70 نانومتر برسند. از این مرحله بخار آب گرفته و به قطره تبدیل می شوند. این فرآیند شامل نانوذرات آلودگی به عنوان هسته تراکم تا کنون ناشناخته بود.
با این حال، به نظر می رسد که این ارتباط ترکیبات آلی فرار و نانوذرات آئروسل به دو روش متفاوت بر تشکیل ابرها تأثیر می گذارد. از یک طرف، این مقدار بیشتری از قطرات نور تولید می کند، که سپس ابرها را در ارتفاعات بالاتر تشکیل می دهند. این فرآیند منجر به کاهش میزان بارندگی می شود. از سوی دیگر، نانوذرات می‌توانند با یکدیگر انباشته شوند و در نتیجه هسته‌های تراکم بزرگ‌تری را تشکیل دهند. در این مورد، نتیجه ابرهای بسیار ضخیم از نوع کومولونیمبوس است که قادر به ایجاد رویدادهای بارانی شدید است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که ابرهای تحت تأثیر آلودگی هوا در منطقه مانائوس 10 تا 40 درصد کوچکتر بوده و حاوی 1000 درصد قطرات بیشتر در مقایسه با ابرهای "غیر آلوده" هستند. بنابراین به نظر می رسد چرخه بارانی به وضوح تحت تأثیر آلودگی نانوذرات آئروسل باشد.
نمونه کومولونیمبوس. © Cevenol2، Wikimedia Commons ، CC by-sa 1.0
این مطالعه بار دیگر نشان می‌دهد که فرآیندهای طبیعی مانند تشکیل ابرها تحت تأثیر آلودگی‌های انسانی قرار دارند. اکنون محققان می‌خواهند تأثیر آتش‌سوزی‌های جنگلی را که مقادیر زیادی از ترکیبات آلی فرار و اکسیدهای نیتروژن را منتشر می‌کنند، بررسی کنند. هدف آنها همچنین مطالعه دقیق لایه های بالایی جو به منظور درک بهتر فرآیندهای منجر به تشکیل ابرهای کومولونیمبوس است. بنابراین پروازی در ارتفاع 15 کیلومتری برای دسامبر 2022 برنامه ریزی شده است.
ماموریت ما ؟ دانش را تا حد امکان در دسترس افراد قرار دهید.
ما هر روز مقالات، تحقیقات و گزارش های خود را تولید می کنیم، همه در مقیاس انسانی. از ما در این رویکرد و این جاه طلبی حمایت کنید.
اشتراک Futura در Patreon!
دو طرح اشتراک با مزایای زیر به شما ارائه می شود:
به ما در Patreon بپیوندید!
!
از ثبت نام شما سپاسگزاریم.
خوشحالم که شما را در جمع خوانندگان ما دارم!
پدیده آب و هوایی خارق العاده: ابرهای رنگین کمانی

source