Atmosférické prachové částice z pouští mají schopnost způsobovat tvorbu ledových krystalků v mracích na severní polokouli Země. Tento nenápadný mechanismus má podle závěrů nového výzkumu důležité důsledky pro klimatické prognózy.
Na základě 35 let satelitních pozorování zjistil mezinárodní výzkumný tým pod vedením ETH Zurich, že minerální prach (drobné částice nesené větrem a transportované do horních vrstev atmosféry) může způsobit zamrznutí kapiček mraků . Tento proces je důležitý zejména v severních oblastech, kde se mraky obvykle tvoří v teplotním rozmezí mírně pod bodem mrazu.
„Tam, kde je více prachu, je mnohem pravděpodobnější, že mraky nahoře zmrznou,“ vysvětluje ve svém prohlášení Diego Villanueva, postdoktorand v oboru fyziky atmosféry na ETH v Curychu a hlavní autor studie.
Výzkumníci se zaměřili na mraky obsahující přechlazenou vodu a led, které vznikají při teplotách mezi -39 °C a 0 °C. Tyto mraky jsou běžné v oblastech středních a vysokých zeměpisných šířek, zejména v severním Atlantiku, na Sibiři a v Kanadě. Vědci ukázali, že tato oblaka jsou mimořádně citlivá na změny prostředí, zejména na přítomnost jader ledových krystalů, které vznikají především z aerosolů pouštního prachu .
Co vědci zjistili Porovnáním četnosti výskytu ledových mraků s úrovní prašnosti vědci pozorovali pozoruhodně konzistentní vzorec: čím prašnější a chladnější mraky, tím častější výskyt ledových mraků. Podle vědců navíc tento vzorec téměř dokonale odpovídal laboratorním experimentům o tom, jak prach způsobuje zamrzání kapiček.
„Toto je jedna z prvních studií, která ukazuje, že satelitní měření složení mraků odpovídají tomu, co známe z laboratoře,“ říká spoluautorka Ulrike Lohmannová, profesorka fyziky atmosféry na ETH v Curychu.
„Způsob, jakým mraky tvoří ledové krystalky, přímo ovlivňuje množství slunečního světla, které se odráží zpět do vesmíru, a množství vody, které uvolňují ve formě srážek,“ dodává Villanueva. Tyto faktory jsou pro klimatické modely zásadní. Až dosud však mnoha těmto modelům chyběl pevný referenční bod pro to, jak zalednění mraků skutečně funguje v globálním měřítku.
Zdroj: Youtube.com
Nové poznatky stanovují měřitelný vztah mezi množstvím prachu v ovzduší a množstvím ledu na vrcholcích mraků, což poskytuje zásadní měřítko pro zlepšení klimatických prognóz. „Pomáhá to identifikovat jeden z nejistějších kousků klimatické skládačky,“ vysvětluje Villanueva.
Klimatologové a vědci zabývající se atmosférou studují mrznutí kapiček v mikroměřítku již desítky let. Tato studie poprvé ukazuje, že tvorba ledu v mracích (neboli zalednění) probíhá podle stejného vzorce jako mrznutí kapek, ale v mnohem větším měřítku.
Obrovský dopad Nové poznatky ukazují, jak obrovský vliv mohou mít drobné prachové částice na atmosféru: nanometrové defekty na povrchu částic v mracích vyvolávají mrznutí vodních kapiček, které se mění v ledové krystalky o velikosti několika mikrometrů. Tím se rozšiřuje oblast výzkumu atmosféry v této oblasti z nanometrového měřítka na rozsáhlá vesmírná pozorování.
Spojení mezi prachem a ledem se však neprojevuje na celém světě stejně. V pouštních oblastech, jako je Sahara, se oblačnost tvoří jen zřídka a silný pohyb teplejšího vzduchu může mrznutí potlačit. Na jižní polokouli se mořské aerosoly často chovají jako prach.
Podle výzkumného týmu je zapotřebí dalších studií k objasnění vlivu dalších faktorů, jako je intenzita vzestupného proudění nebo vlhkost vzduchu, na zalednění mraků. Zatím je jisté jedno: drobné prachové částice ze vzdálených pouští přispívají k tvorbě mraků nad hlavou a s nimi i k budoucnosti našeho klimatu .
Navíc je důležité si uvědomit, že pouštní prach má vliv nejen na tvorbu ledových mraků, ale může mít vliv i na lidské zdraví a zemědělství. Prach může přenášet mikroorganismy a znečišťující látky, které ovlivňují kvalitu ovzduší a zdraví dýchacích cest. Může také ovlivňovat úrodnost půdy ve vzdálených regionech tím, že se usazuje na povrchu země a poskytuje nezbytné živiny, jako je železo a fosfor, mořským a suchozemským ekosystémům.
V neposlední řadě studie zdůrazňuje důležitost pochopení interakcí mezi atmosférickým prachem a klimatem, neboť tyto interakce jsou složité a mnohostranné. Zlepšení klimatických modelů zahrnutím údajů o atmosférickém prachu a jeho vlivu na tvorbu mraků by mohlo poskytnout přesnější klimatické prognózy a pomoci tvůrcům politik přijímat informovaná rozhodnutí o zmírňování klimatických změn.