Aeroszolok a szélben a tudomány számára
Füst, homok, pollen, korom, kén részecskék. a különböző forrásokból kibocsátott aeroszolok nem ismerik a határokat, és egyik kontinensről a másikra haladnak. Ezzel befolyásolják az éghajlatot és a meteorológiát.
Az aeroszoloknak ezt a "fényképét" úgy kaptuk, hogy a nasa modis műholdas műszerének megfigyeléseit összekevertük az Európai Középtávú Időjárás-előrejelző Központ (cepmmt) modelljének eredményeivel. Láthatjuk a viharok által keltett port (pirosban), mélyedések által elmosott tengeri permet (kékben), tűz és tűz által kibocsátott füstök (zöld színnel) valamint a fosszilis üzemanyagok elégetése miatti ipari részecskeszennyezés (fehérben).
Simone Mantovani, meteorológiai és környezeti földmegfigyelés,
n 2010. március 5. és 9. között a dél-oroszországi Stavropol és Krasznodar területek lakói meglepődtek, amikor hóesést láttak. rózsaszín. Hogyan magyarázzuk ezt az árnyékot? Az orosz Szövetségi Hidrometeorológiai és Környezeti Monitoring Szolgálat (Roshydromet) kiderítette, hogy a szín egy természetes jelenség eredménye, a hó por és agyag részecskékkel keveredett össze, amelyet homokvihar emelt az észak-afrikai Szaharában. Ilyen rózsaszín hóesések már Oroszországban is előfordultak 2008-ban és 2009-ben. Látni fogjuk, hogy Franciaországot nem kíméli ez a fajta jelenség.
Ezek a porok aeroszolok, vagyis a levegőben szuszpendált kis folyékony vagy szilárd részecskék. Ez vonatkozik a tengeri permetezésre, az erdőtüzek füstjére, a homokviharra vagy akár a homályra is, amelyet a nagyvárosok vagy ipari régiók felett láthatunk. Ezek a részecskék kicsiek, néhány nanométertől a több tíz mikrométer átmérőig.
Ha azonban ezek a részecskék nagy mennyiségben vannak a légkörben, az előző példákhoz hasonlóan megfigyelhető optikai jelenségeket idéznek elő. Az aeroszolok kétféle módon lépnek kölcsönhatásba a fénnyel: diffúzióval módosítják a napsugárzás terjedési irányát; abszorpcióval elnyomják a napsugárzást. A diffúziós és abszorpciós jelenségek intenzitása a látható sugárzás hullámhosszától (a lilától a vörösig terjed), az aeroszolok méretétől és kémiai összetételétől függően változik. Ennek eredményeként az aeroszolos gömb fehérnek (nagy, kis sugárzást elnyelő részecskék esetén) kékesnek (kis részecskéknél, amelyek főleg rövid hullámhosszakat szórnak), szürkének (minden hullámhosszat elnyelő tűzrészecskéknek) vagy narancssárgának (ásványi anyagnak) tűnhetnek. bizonyos hullámhosszakat elnyelő részecskék).
Aerosol források
A légköri aeroszoloknak sokféle forrása van, és általában megkülönböztetnek primer aeroszolokat, amelyek részecskékként bocsátanak ki, másodlagos aeroszolokból, amelyek a légkörben kondenzálódó gáznemű vegyületekből származnak. Az elsődleges aeroszolok égési folyamatok eredményei, legyen szó vegetációról, tőzegről vagy fosszilis tüzelőanyagokról, amelyek közül az első a szén. A másodlagos aeroszolok a maguk részéről kénvegyületeket találnak, mint például a tengeri fitoplankton által kibocsátott dimetil-szulfid és a szén és olaj elégetésével kibocsátott kén-dioxid, vagy akár illékony szerves vegyületek, beleértve a természetes forrásokat is, háztartási vagy ipari jellegűek.
Az aeroszol részecskék olyan könnyűek, hogy szuszpendálva maradnak a légkörben, és a széllel együtt szállítják őket. Az emisszió után a részecskék hígulnak a légkörben, de végül visszaesnek, akár a felszínen történő lerakódással, akár kimosódással keresztül a csapadékokat. A nagyobb részecskék szintén súlyuk miatt lassan esnek át az atmoszférában, amíg lerakódnak a felszínen. Minél nagyobbak a részecskék, annál gyorsabb az esési sebesség, ezért csak a legfinomabb részecskék szállíthatók messze a forrásrégióktól. Becslések szerint, ha a részecskék az alsó rétegekben bocsátanak ki, akkor két hétnél tovább nem tartózkodnak a légkörben. Ha éppen ellenkezőleg, a légkör felső részén képződnek vagy bocsátanak ki, amelyet sztratoszférának hívnak, tartózkodási idejüket hónapokban vagy években számolják. Az aeroszolok rövid élettartama a légkörben és a források sokfélesége azt jelenti, hogy a légköri aeroszolokat jelentős változékonyság jellemzi mind a koncentrációk, mind a fizikai és kémiai tulajdonságok tekintetében. Ez a nagy változékonyság nem akadályozza meg az aeroszolok hatását az éghajlatra.
Milyen szerepet játszik az éghajlaton ?
Az aeroszolok színüktől és méretüktől függően különböző módon hatnak a fénnyel. Így tiszta, átlátszó részecskék, például szulfátok és nitrátok hűtenék a légkört. Ezzel szemben a sötét részecskék, például a korom, a fény elnyelésével részt vesznek a légkör felmelegedésében, még akkor is, ha lokálisan a Föld felszíne lehűlhet az aeroszolok árnyékhatása miatt. Ezenkívül a havas mezőn leülepedő korom csökkenti a hó visszaverő erejét, és ezért hozzájárul a melegedéshez. Világszerte a légköri aeroszolkoncentrációk növekedése a XX. Században lelassította a globális felmelegedést ebben az időszakban. A Nap energiáját visszatükröző részecskék hűtő hatása nélkül a bolygó a 20. század eleje óta már több mint 1 ° C-kal melegedett volna, szemben a ma megfigyelt 0,7 ° C-kal.
A kibocsátott aeroszolok mennyisége továbbra is növekszik Ázsiában és a trópusi országokban, de Európában és Észak-Amerikában az 1980-as évek óta csökkent a kén-dioxid-kibocsátás csökkenésének köszönhetően, amely úgy döntött, hogy küzd a savas eső ellen. A fejlett országok felett megfigyelt aeroszolréteg elvékonyodása hozzájárulhatott az elmúlt két évtized felmelegedéséhez. Az akkor felmerülő kérdések paradoxonok. Támogassuk-e a levegő minőségének javulását a felmelegedés felgyorsulásának kockázatával? Vagy nagyobb mennyiségű, az emberi egészségre és az ökoszisztémákra káros aeroszolokat kell elviselnünk, amelyek azonban némileg korlátozzák a globális felmelegedést? Az aeroszolok ezért nehéz kompromisszumokat igényelnek a politikai döntéshozóktól.
Szinergiák azonban lehetségesek a levegőminőség javításának és az éghajlatváltozás mérséklésének céljai között is. Például a szén-korom egy aeroszol, amely hozzájárul a légkör felmelegedéséhez, és amelynek kibocsátása időnként független a többi típusú aeroszoltól. A szén-dioxid-kibocsátás szabályozása csökkentené a globális felmelegedést, és korlátozná a légzőszervi és szív- és érrendszeri betegségeket. De a szén-koromnak tulajdonított globális felmelegedés aránya továbbra is korlátozott. Ezért továbbra is támogatnunk kell az üvegházhatású gázok hosszú távú kibocsátásának csökkentését hosszú távon.
Ezenkívül a koromkibocsátás csökkentését semmilyen körülmények között nem kell elvégezni. A szén-dioxid-kibocsátás csökkentése, amely a megnövekedett szén-dioxid-kibocsátás árával járna, nem feltétlenül előnyös. Végül az aeroszol-kibocsátás túl drága árakon történő csökkentésére nincs szükség, ha a szén-dioxid-kibocsátás alacsonyabb költségekkel csökkenthető. Mindenesetre tudnunk kell az aeroszolok mérését, hogy jobban megértsük őket.