Ученые нанесли на карту атмосферные потоки Земли, которые переносят огромное количество потенциально опасных аэрозолей по планете. Частицы, которые проходят через эти потоки, в конечном итоге опускаются вниз, снижая качество воздуха и уменьшая видимость на несколько дней. Исследование проводили специалисты NASA.
Ежегодно огромное количество частиц, известных как аэрозоли, переносятся по всему миру высокоскоростными струями ветра в атмосферных потоках. Эти аэрозоли — от загрязняющих веществ от сжигания ископаемого топлива и вулканического пепла до молекул углерода, выделяющихся при бушующих лесных пожарах, и даже частиц пыли и песка, уносимых с обширной пустыни Сахара.
Перенос аэрозолей через атмосферу иногда может иметь положительный эффект, например, когда переносимый по воздуху материал снова оседает на поверхности и обогащает почву — процесс, который помогает сохранить тропические леса. Однако в населенных пунктах скопления аэрозолей могут ухудшить видимость и, что более важно, нанести серьезный вред здоровью органов дыхания.
Только в прошлом году огромный шлейф пыли, исходящий из пустыни Сахара, был поднят высоко в атмосферу и перенесен через северную часть Атлантического океана. Через два дня после отбытия с западного побережья Африки аэрозоли были зафиксированы в Карибском бассейне, что ухудшило качество воздуха. Через несколько дней они достигли юго-востока США, где вызвали загрязнение воздуха, которое продолжалось несколько дней и простиралось от Канзаса до южной Флориды.
В последние десятилетия ученые пытались пролить свет на то, как аэрозоли перемещаются в атмосфере. Хотя в прошлом были опубликованы многочисленные исследования атмосферных потоков, в основном они касались конкретных событий и мест.
В новом исследовании под руководством NASA был использован глобальный подход к картированию природы атмосферных потоков путем объединения измененного алгоритма отслеживания аэрозолей с современной компьютерной моделью климата Земли.
Алгоритм, использованный группой ученых, сначала был разработан для отслеживания водяного пара, проходящего через атмосферные потоки. Однако исследователи смогли изменить его, чтобы отслеживать количество аэрозолей, включая сульфаты, выделяемые во время извержения вулканов, а также морскую соль, пыль и частицы углерода.
Затем этот алгоритм был введен в передовую цифровую модель нашей планеты, которая создает представление атмосферы Земли каждые шесть часов на основе огромного количества спутниковых и наземных источников данных.
Члены группы использовали эту модель для отслеживания положения и повторяемости атмосферных рек в период с 1997 по 2014 год. Они обнаружили, что атмосферные потоки не переносят постоянный поток материала круглый год. Вместо этого было обнаружено, что от 40 до 100 процентов аэрозолей, перемещаемых потоками, были перенесены в ограниченное количество экстремальных явлений.
Кроме того, тип переносимого аэрозоля варьировался от места к месту. Было обнаружено, что некоторые регионы Азии, Сахары и Намибии были преимущественно источниками пылевых аэрозолей. Между тем, восточная часть США, северная Индия и Африка, как правило, были источниками сажи от лесных пожаров и углерода, образующегося при сжигании ископаемого топлива.
Этот новый подход к анализу атмосферных потоков в глобальном масштабе позволит специалистам начать исследование многочисленных характеристик явления, например, как они взаимодействуют со штормами и удерживают тепло. Это также поможет расширить понимание научным сообществом того, как они влияют на качество воздуха в больших масштабах, а также того, как атмосферные потоки переносят патогены растений на большие расстояния в ущерб фермерам и производству продуктов питания.
Источник: NASA
