Таяние арктических льдов ускорило формирование облаков над океаном

Международная группа ученых под руководством Бирмингемского университета с участием партнеров из Китая и Испании опубликовала результаты исследования в журнале Nature Geoscience. Ученые представили первое доказательство того, что в местах, где арктический морской лед встречается с открытым океаном, морская жизнь и солнечный свет создают химическую смесь, насыщающую атмосферу частицами, формирующими облака. 

В результате взаимодействия естественного йода, серы и органических соединений образовались атмосферные частицы. Вблизи кромки льда исследователи зафиксировали, как количество частиц, способных образовывать облачные капли, за сутки увеличилось в 50 раз. 

Таяние арктического льда из-за потепления обнажило биологически активную кромку, где происходило активное образование частиц. Данные процессы способны изменять облачный покров, что напрямую влияет на радиационный баланс Земли.

Соавтор исследования доктор Джеймс Брин, доцент кафедры атмосферных наук в Бирмингемском университете, отметил, что полученные результаты стали первым практическим подтверждением выявленного механизма химических процессов в атмосфере с участием йодоксидов и серной кислоты. Ранее этот процесс демонстрировался только в ходе лабораторных экспериментов в камере CLOUD в ЦЕРН. 

Исследователи также выявили новый класс атмосферных соединений - йодсодержащие окисленные органические молекулы (I-OOM), которые сыграли ключевую роль в увеличении размера образованных частиц для их последующего влияния на облака. 

Доктор Джеймс Брин добавил, что данные соединения помогли мелким частицам превращаться в более крупные ядра конденсации. По оценкам ученых, такие молекулы были обнаружены впервые, что открыло новые направления в исследовании химии йода. 

Ученые выяснили, что новые частицы образуются более чем в 80% солнечных дней, что подтвердило широкую распространенность процесса в данной части Арктики. Образование частиц произошло за счет соединений, выделявшихся в воздух и химически преобразовывавшихся под воздействием солнечного света. К ним относятся: 

Соединения йода, выделяемые океаном, морским льдом и прибрежными зонами. 

Диметилсульфид, выделяемый морскими растениями и водорослями. 

Органические соединения, естественным образом выделяемые океаном или сушей. 

Автор исследования Цзунбо Ши, профессор биогеохимии атмосферы в Бирмингемском университете, подчеркнул важность открытия, поскольку новые частицы способны влиять на облачность, определяющую объем задерживаемого или отражаемого тепла. Увеличение количества или плотности облаков в сезон потепления способно ускорить таяние льда, одновременно охлаждая открытый океан. 

За последние 40 лет Арктика нагревалась в три раза быстрее, чем планета в среднем, что сделало ее одним из самых уязвимых регионов на Земле. Понимание влияния естественных выбросов на облачность стало критически важным для климатического прогнозирования. 

Наиболее выраженные эффекты наблюдались в пограничной зоне льда - узкой полосе, где открытый океан встречается с тающим морским льдом и где морские водоросли проявляют наибольшую активность. Во время одного из наблюдений количество частиц, участвующих в формировании облаков, увеличилось с 50 до 1500 на кубический сантиметр. 

Эта полоса расширяется по мере сокращения площади арктического морского льда. Поскольку данный процесс ранее не учитывался в климатических моделях, команда ученых приступила к его интеграции в современные прогностические системы.