Новое исследование отображает глобальные атмосферные реки Земли

Ученые нанесли на карту ветровые «реки» в атмосфере Земли, которые ответственны за транспортировку огромного количества потенциально опасных аэрозолей по всей планете. Частицы, которые путешествуют по этим атмосферным рекам, в конечном итоге опускаются, снижая качество воздуха и уменьшая видимость в течение нескольких дней подряд.

Каждый год огромное количество воздушных частиц, известных как аэрозоли, переносится по всему земному шару высокоскоростными струями ветра в так называемых «атмосферных реках».

Эти аэрозоли варьируются от загрязняющих веществ, образующихся при сжигании ископаемого топлива и вулканического пепла, до молекул углерода, выделяющихся при бушующих лесных пожарах, и даже частиц пыли и песка, выброшенных из пустыни Сахара.

Транспортировка аэрозолей через атмосферу иногда может быть хорошей силой, например, когда летучий материал падает обратно на поверхность и обогащает почву – процесс, который помогает сохранить тропические леса здоровыми. Однако в населенных пунктах концентрация аэрозолей может ухудшить видимость и, что более важно, нанести серьезный ущерб здоровью людей.

Только в прошлом году огромный шлейф пыли, происходящий из пустыни Сахара, был поднят высоко в атмосферу и перенесен через Северную Атлантику. Через два дня после того, как он покинул западное побережье Африки, облако пыли, которое было прозвано Годзиллой из-за его размера, было зафиксировано в Карибском бассейне.

В последние десятилетия ученые пытались пролить свет на то, как аэрозоли перемещаются в атмосфере. Хотя в прошлом были опубликованы многочисленные исследования атмосферных рек, они, как правило, касались конкретных событий и мест.

Новое исследование под руководством НАСА использовало глобальный подход к картированию природы атмосферных рек, объединив перепрофилированный алгоритм отслеживания аэрозолей с передовой компьютерной моделью климата Земли.

Алгоритм, используемый командой ученых, сначала был разработан для отслеживания водяного пара, проходящего через атмосферные реки. Тем не менее, исследователи смогли изменить его, чтобы отслеживать ряд аэрозолей, включая сульфаты, выделяемые во время извержений вулканов, а также морскую соль, пыль и частицы углерода.

Затем этот алгоритм был введен в передовую цифровую модель нашей планеты, которая создает представление атмосферы Земли каждые шесть часов на основе огромного массива спутниковых и наземных источников данных.

Члены команды использовали эту модель для отслеживания положения и частоты атмосферных рек в период с 1997 по 2014 год. Они обнаружили, что атмосферные реки не переносят постоянный поток материала круглый год.

Вместо этого было обнаружено, что от 40 до 100 процентов аэрозолей, перемещаемых через реки, транспортировались в ограниченном числе экстремальных явлений, подобных Годзилле.

Кроме того, тип транспортируемого аэрозоля варьировался от места к месту. Было установлено, что некоторые регионы Азии, Сахара и Намибия являются преимущественно источниками пылевых аэрозолей. Между тем Восточная часть США, северная Индия и Африка, как правило, являются источником сажи от лесных пожаров и углерода, образующегося при сжигании ископаемого топлива.

Этот новый подход к анализу атмосферных рек в глобальном масштабе позволит ученым начать исследовать многочисленные характеристики этого явления, например — как они взаимодействуют со штормами и улавливают тепло.

Это также поможет расширить понимание научным сообществом того, как они влияют на качество воздуха в больших масштабах, а также как атмосферные реки переносят патогенные микроорганизмы растений на большие расстояния в ущерб фермерам и производству продовольствия.

Статья об этом исследовании была опубликована в журнале Geophysical Research Letters.