Исследовние обнаружило неожиданную связь между лесными пожарами и ледяными облаками Арктики

Облака состоят из мельчайших капель воды или кристаллов льда. В зависимости от их состава они по-разному влияют на климатическую систему: водяные облака эффективно отражают солнечную радиацию, а ледяные — значительно меньше. Обычно ледяные облака формируются при температуре ниже −38 °C, но наблюдения в Арктике показали их появление и при более высоких температурах.

Ключевую роль в этом процессе играют частицы-аэрозоли, выступающие в качестве зародышей льда. К таким частицам относятся минеральная пыль, органические соединения и биоаэрозоли. Их присутствие позволяет ледяным облакам образовываться даже в условиях, нехарактерных для замерзания воды.

Лесные пожары в Канаде, на Аляске и в России выбрасывают в атмосферу огромное количество аэрозолей — частиц органического и черного углерода. Эти аэрозоли способны преодолевать тысячи километров, достигая Арктики и влияя на формирование ледяных облаков.

Тем не менее, до сих пор ученым не удавалось установить точную причинно-следственную связь между перенесенными аэрозолями и образованием ледяных облаков. Чтобы восполнить этот пробел, японские исследователи из Национального института полярных исследований провели масштабное исследование.

В сентябре 2023 года команда ученых во главе с профессорами Кадзутоши Сато и Джуном Иноуэ отправилась в экспедицию по Чукотскому морю и морю Бофорта на исследовательском судне RV Mirai. Они использовали передовые технологии — зонды для анализа частиц в облаках, беспилотные летательные аппараты и модели атмосферной циркуляции — для изучения влияния лесных пожаров на арктическую атмосферу.

Результаты оказались неожиданными. Учёные обнаружили, что в нижней тропосфере концентрация аэрозолей была в 100 раз выше среднего уровня. Более того, ледяные облака фиксировались даже при температурах выше −15 °C — в тех областях, где наблюдались потоки теплого и влажного воздуха, так называемые атмосферные реки (АР).

Атмосферные реки — это узкие потоки влаги, переносящие водяной пар из низких широт в полярные регионы. Исследование показало, что они также переносят аэрозоли лесных пожаров, тем самым способствуя образованию ледяных облаков в Арктике. Анализ обратной траектории частиц подтвердил, что они действительно пришли из районов лесных пожаров в Канаде.

Этот вывод имеет важные последствия для науки о климате. Понимание роли аэрозолей в формировании облаков помогает уточнить климатические модели и прогнозировать изменения в Арктике, регионе, который нагревается почти в четыре раза быстрее остального мира.

Если ледяные облака будут формироваться чаще и при более высоких температурах, это может привести к изменению радиационного баланса региона и ускорению процессов потепления. Поэтому дальнейшие исследования этих процессов крайне важны.

Исследование японских учёных — значительный шаг вперёд в понимании того, как глобальные явления, такие как лесные пожары, могут оказывать влияние на отдалённые регионы Земли. Полученные данные позволят учёным усовершенствовать климатические модели и предсказать, как в будущем изменится баланс энергии в Арктике.