Wykrywanie drzew zakłóca obliczenia klimatyczne

Co roku od września do grudnia Lubna Dada tworzy chmury. Dada, naukowiec zajmujący się atmosferą, wraz z dziesiątkami kolegów przeprowadza eksperymenty w komorze ze stali nierdzewnej o pojemności 7000 galonów w CERN w Szwajcarii. „To jak obóz naukowy” – mówi Dada, który bada, w jaki sposób naturalne emisje wchodzą w interakcję z ozonem, tworząc aerozole wpływające na klimat.

Największym źródłem są chmury podejrzenie W prognozach klimatycznych. W zależności od lokalizacji może to być zachmurzenie Odbijaj światło słoneczne lądów i oceanów, które pochłaniałyby jego ciepło, co jest rzadką cechą w ocieplającym się świecie. Ale można go również wycofać pułapka Ciepło nad lodem Arktyki i Antarktydy. Naukowcy chcą wiedzieć więcej na temat przyczyn powstawania chmur i tego, czy efektem jest chłodzenie czy ogrzewanie. Przede wszystkim, jak mówi Dada, „chcemy wiedzieć, jak my, ludzie, zmieniliśmy chmury”.

Na niebie cząsteczki aerozolu przyciągają parę wodną lub lód. Kiedy małe, mokre kulki urosną wystarczająco duże, stają się… Nasiona chmur. Połowa zachmurzenia Ziemi składa się z piasku, soli, sadzy, dymu i pyłu. Druga połowa powstaje wokół oparów wydzielanych przez organizmy żywe lub maszyny, np.: Dwutlenek siarki powstający podczas spalania paliw kopalnych.

W CERN naukowcy powtarzają ten proces, wstrzykując do stalowej komory pary reprezentujące określone środowiska. (Nazywa się ją komorą chmurową, od kosmicznych kropelek pozostawionych na zewnątrz.) Może na przykład symulować gazy znajdujące się nad miastami. Ale Dada, który na co dzień pracuje w Instytucie Paula Scherrera w Szwajcarii, udał się do Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych (CERN), aby zajrzeć w przeszłość. Jej zespół naukowców z całego świata chciał odtworzyć powietrze nad lasami, ponieważ „czysta” atmosfera nawiązuje do powstawania chmur przed industrializacją. „Potrzebujemy tego porównania z czasami, kiedy nie było emisji gazów cieplarnianych przez człowieka, abyśmy mogli naprawić nasze modele klimatyczne” – mówi.

W opublikowanym artykule Ten miesiąc W Science Advances zespół Dady stworzył nowy, potężny czynnik powstawania chmur: rodzaj substancji chemicznej uwalnianej przez drzewa. Drzewa emitują Naturalne substancje lotne Takie jak izopren i monoterpeny, które mogą powodować iskrzenie Tworzenie się chmur Reakcje chemiczne. Nowa praca Dady skupia się na zaniedbanej klasie mniej występujących substancji lotnych zwanych seskwiterpenami, które mają drzewny, ziemisty, kwaśny lub korzenny zapach, w zależności od cząsteczki i rodzaju rośliny lub drobnoustroju, który je emituje.

Zespół pokazuje, że seskwiterpeny są skuteczniejsze w zasiewaniu chmur, niż oczekiwano. Tylko stosunek seskwiterpenów do innych substancji lotnych wynosi 1 do 50 Podwojone Tworzenie się chmur.

Rola, jaką drzewa odgrywają w zasiewaniu chmur, jest ważna, ponieważ sugeruje, jak mogłoby wyglądać niebo nad niektórymi obszarami, gdyby rządy mogły ograniczyć emisję siarki. W świecie o mniejszym zanieczyszczeniu rośliny i drzewa staną się dominującym czynnikiem powodującym powstawanie chmur, co będzie echem świata przednowoczesnego.

Badania te mogą pomóc w ulepszeniu szacunków dotyczących atmosfery przed industrializacją. Być może nie doceniliśmy liczby aerozoli na świecie, przeoczając dużą część aerozoli pochodzących z drzew. Jeśli tak się stanie, modele klimatyczne będą musiały zostać przebudowane.

„Powstanie nowych cząstek jest obecnie bardzo gorącym tematem” – mówi Paquita Zuidema, badacz atmosfery na Uniwersytecie w Miami, który nie brał udziału w badaniu. „Coraz bardziej zaczynamy zdawać sobie sprawę, że nie wiemy dokładnie, jak wygląda czysta pogoda”.

Podczas gdy emisje antropogeniczne dominują w tworzeniu się chmur na obszarach zaludnionych, w innych miejscach dominują substancje lotne roślinne. Narzędzia laboratoryjne stały się ostatnio wystarczająco czułe, aby zrozumieć, które z nich wnoszą najwięcej.

Wiele odkryć dotyczących seskwiterpenów ma miejsce stosunkowo niedawno. W 2010, Naukowcy je odkryli W pobliżu dna lasu amazońskiego. Wysoko w koronach drzew trudno było wyśledzić seskwiterpeny. Sugeruje to, że ozon przekształcał seskwiterpeny w aerozole zasilane chmurami. Dada zgłosił podobny system w Fińskie lasy i torfowiska ostatni rok. „Widzimy coraz więcej, ponieważ nasze narzędzia są teraz o wiele lepsze” – mówi. „Są nie tylko w Amazonii.”