Language
Country/Area
No result found
Чудо засева облаков: как можно использовать мелкие частицы для изменения количества осадков?
С учетом все более серьезной проблемы изменения климата регулирование количества осадков становится все более важным. Среди них ядро конденсации облаков (CCN), небольшая, но важная частица, привлекающая внимание научного сообщества и экологических организаций. Эти крошечные частицы, обычно диаметром всего 0,2 микрона, играют ключевую роль в погодных системах и формировании облаков. Капли облаков образуются, когда водяной пар конденсируется на поверхности этих частиц, и этот процесс оказывает глубокое влияние на погодные условия и климат во всем мире.
Ядра конденсации облаков представляют собой особый тип аэрозоля. Водяной пар должен конденсироваться на негазовых поверхностях. Этот процесс влияет на радиационные характеристики облаков и всей атмосферы. В отсутствие CCN водяной пар может оставаться ультрахолодным при температуре около -13 °C в течение нескольких часов, пока самопроизвольно не образуются облачные капли.
Характеристики и состав CCN
Диаметр ядер конденсации облаков обычно составляет менее одного процента от диаметра облачной капли. Облачные капли имеют размер около 20 микрон, а CCN — около 0,1 микрона и более в диаметре. Количество этих частиц может достигать от 100 до 1000 частиц на кубический сантиметр воздуха, а это означает, что в городах с густым смогом количество CCN значительно увеличивается. Состав этих частиц варьируется, включая ингредиенты из песчаной пыли, морской соли, сажи и сульфатов, а их водопоглощающие свойства очень различаются.
Например, частицы сульфата и морской соли склонны поглощать воду, а сажа и органические соединения углерода — нет. Это делает разные типы частиц очень разными по своей способности образовывать облачные капли. Даже в регионах с низкими температурами некоторые частицы могут действовать как ядра льда и способствовать образованию облаков.
Проектирование и проблемы технологии засева облаков
Засев облаков – это метод, целью которого является искусственное стимулирование выпадения осадков, часто включающее впрыскивание мелких частиц в воздух для стимулирования образования облаков. Будь то распыление соли с воздуха или более инновационный тепловой лазер или доставка заряда дронами, эффективность этих методов остается спорной. Некоторые исследования показали, что засев облаков может существенно изменить количество осадков, но другие исследования не смогли доказать его эффективность. Более естественные процессы, такие как твердые частицы, выбрасываемые в результате самих лесных пожаров, также естественным образом могут стать CCN.
Технология Ocean Cloud Bright
Еще одна горячо обсуждаемая концепция — осветление морских облаков – метод климатической инженерии, целью которого является повышение отражательной способности облаков за счет введения в них твердых частиц. Исследования показали, что температуру поверхности можно снизить, вводя в облака мелкие частицы морской воды, однако при реализации этой технологии химически активный хлор и бром могут оказать неблагоприятное воздействие на молекулярные реакции в атмосфере, тем самым снижая концентрацию озона и усугубляя глобальное потепление. .
Связь между CCN и климатом
С 1987 года взаимосвязь между CCN и морским фитопланктоном вызвала много дискуссий по поводу климатических обратных связей. Исследования показывают, что сульфатные аэрозоли в океане в основном образуются из диметилсульфида (ДМС), выделяемого фитопланктоном в морской воде. Крупные цветения водорослей могут свободно попадать в атмосферу, тем самым способствуя производству CCN. Это явление создает петлю отрицательной обратной связи, которая способствует образованию облаков, хотя на нее влияет температура. Этот процесс особенно важен для воздействия на климат, поскольку в противном случае парниковый эффект может ускориться.
Влияние вулканической активности
Извержения вулканов также являются основным источником CCN, выбрасывая в атмосферу большое количество твердых частиц, что влияет на структуру и тип облаков. Диоксид серы, выпущенный в результате извержения, в конечном итоге превращается в серную кислоту, образуя мелкие сульфатные аэрозоли, которые не только отражают солнечный свет, но и способствуют изменениям глобальной температуры.
По мере развития технологий наше понимание CCN углубляется, что не только помогает улучшить климатические модели, но и приводит к более эффективным методам климатической инженерии. Будь то технология засева облаков или другие методы, как использовать эти мелкие частицы для реального изменения количества осадков, по-прежнему остается важной темой, которую ученые продолжают исследовать. Столкнувшись с проблемой изменения климата, готовы ли мы противостоять этому естественному изменению?
