Много облаков, дождя нет
Тропики - снова и снова бушуют опустошительные лесные пожары, густые клубы дыма застилают небо. Частицы сажи и пепла, переносимые на высоту в несколько километров, служат дополнительными ядрами конденсации для образования облаков. Ученые давно подозревали, что эти аэрозоли негативно влияют на осадки, но точных измерений пока не производилось. Спутниковые данные теперь показали, что загрязнение воздуха влияет на образование капель и что дождя вообще нет. В рамках миссии по измерению осадков в тропиках (TRMM) ученые теперь также отслеживают выпадение осадков в тропических регионах и их влияние на глобальный климат из космоса. Ведь в тропиках - определяемых здесь как район между 35-мШирота северная и южная - более двух третей от общего количества осадков в мире. В дополнение к радиолокационному устройству спутник, развернутый в 1997 году, несет, среди прочего, датчики микроволн, видимого и инфракрасного света.
Капли дождя образуются двумя способами. Во время так называемого «теплого дождя» несколько маленьких капель сталкиваются и сливаются, пока не станут достаточно большими и тяжелыми, чтобы упасть. Маленькие капли растут на аэрозолях, которые действуют как ядра конденсации, потому что водяной пар в атмосфере конденсируется на их поверхности. При второй форме капельного образования ядрами конденсации служат мелкие кристаллы льда, на которых скапливается переохлажденная вода - она меньше нуля градусов Цельсия. Эти капли могут расти очень быстро, когда вода замерзает на кристалле льда. Когда они падают на землю, эти «ледяные капли» могут таять и, таким образом, также выпадать в виде дождя. Связанные с ними дождевые облака обычно очень большие. В чистом воздухе «теплый дождь» может выпадать из облаков гораздо меньшего размера.
По данным ТРММ, процесс «теплого дождя» сильно нарушается, а иногда даже полностью предотвращается загрязнением воздуха в районах лесных пожаров (Письма геофизических исследований от 15 октября 1999 г.). Измерения над островом Калимантан (Индонезия) показали, что в юго-восточной части, окутанной густыми клубами дыма из-за лесных пожаров, дождя почти не было. Однако в то же время на северо-западе, который был относительно свободен от дыма, шел дождь. «Важно знать, что это не единичный случай», - сказал Даниэль Розенфельд из Еврейского университета в Иерусалиме и член исследовательской группы. «Мы наблюдали и задокументировали несколько других случаев, которые демонстрируют похожее поведение. В некоторых случаях даже более низкие концентрации дыма уже оказывали аналогичное воздействие на облака».
Ученые давно подозревали, что причина отсутствия дождя заключается в том, что при большем количестве аэрозолей в атмосфере вода распределяется по большему количеству ядер конденсации и, следовательно, по большему, но меньшему количеству капель, которые недостаточно тяжелые формируются, чтобы упасть. Измерения показали, что «загрязненные» облака выросли на высоту 4,8 километра - намного выше уровня замерзания. Дождь из этих облаков происходил не в виде «теплого дождя», как обычно, а в результате кристаллизации льда. Таким образом, загрязнение воздуха привело к изменению образования капель. В случае постоянного изменения характера осадков в тропиках ученые опасаются непредвиденных последствий для глобального климата.