Aerosoli Tās ir mazas daļiņas, kas paliek suspendētas Zemes atmosfērā un var spēcīgi ietekmēt gan klimata pārmaiņas kā gaisa kvalitāte. Tie var rasties no dabiskiem avotiem, piemēram, vulkānu izvirdumiem vai tuksneša putekļiem, kā arī no cilvēka darbībām, piemēram, fosilā kurināmā dedzināšanas.
Kas ir aerosoli un kāpēc tie ir svarīgi?
Kad mēs runājam par aerosoliem, daudzi cilvēki domā par mājsaimniecības produktiem zem spiediena, bet klimatoloģijā aerosoli aptver plašu daļiņu klāstu, sākot no dabīgiem minerālu putekļiem līdz savienojumiem, kas rodas rūpnieciskās darbības rezultātā. Antropogēnas izcelsmes aerosoliem ir būtiska ietekme uz klimatu, jo tie spēj atspoguļot vai absorbēt saules starojumu un ietekmēt mākoņu veidošanos.
Šīm daļiņām ir dažādi izmēri un īpašības. Piemēram, sulfātu aerosoli fosilā kurināmā vai biomasas dedzināšanas rezultātā radušās, mēdz izkliedēt saules starojumu, radot dzesēšanas efektu. Šīs daļiņas darbojas kā mazi spoguļi, kas novirza daļu saules gaismas, kas sasniedz Zemi. No otras puses, aerosoli, piemēram, melnā ogle, ko sauc arī par sodrējiem, absorbē saules starojumu, izraisot vietējās temperatūras paaugstināšanos.
Aerosolu izcelsme un veidi
Aerosoliem ir divas galvenās izcelsmes:
- Dabiskas izcelsmes aerosoli: Tie rodas no dabiskiem procesiem, piemēram, vulkānu izvirdumiem, smilšu vētrām vai sāli no okeāniem, ko pārvadā vēji. Šie aerosoli parasti ir lielāki, un tiem ir salīdzinoši īss mūžs atmosfērā.
- Antropogēni aerosoli: Tās izcelsme ir cilvēka darbība, piemēram, fosilā kurināmā dedzināšana. Šie aerosoli cita starpā ietver sulfātus, nitrātus un melno oglekli. Tie bieži ir mazāki nekā dabiskie aerosoli, un, tā kā tie paliek atmosfērā ilgāk, to ietekme ir garāka un plašāka.
Turklāt bieži tiek atrasti jaukti aerosoli, kas apvieno šos divus avotus. Piemēram, pilsētu teritorijās rūpnieciskās darbības radītās daļiņas var sajaukties ar suspendētām dabīgām putekļu daļiņām.
Aerosolu ietekme uz klimatu: sarežģīta loma
Aerosoliem ir galvenā loma planētas klimata sistēmā, jo tie spēj ietekmēt līdzsvaru starp enerģiju, kas nāk no Saules, un enerģiju, kas izstaro atpakaļ kosmosā. Ir divi galvenie veidi, kā aerosoli ietekmē šo sistēmu:
- Tiešais efekts: Dažiem aerosoliem, piemēram, sulfāta aerosoliem, ir iespēja atstarot saules gaismu atpakaļ kosmosā, samazinot starojuma daudzumu, kas sasniedz Zemes virsmu. Šī parādība izraisa a dzesēšanas efekts par klimatu.
- Netiešā ietekme: Aerosoli ietekmē arī mākoņu veidošanos un attīstību. Tie darbojas kā ūdens tvaiku kondensācijas kodoli, ļaujot veidoties mākoņu pilieniem. Jo vairāk aerosolu ir reģionā, jo lielāks būs pilienu skaits mākoņos, taču šie pilieni būs mazāki, kas varētu palielināt mākoņu atstarošanas spēju un pagarināt to kalpošanas laiku, radot papildu dzesēšanu.
Tomēr ne visi aerosoli atdzesē planētu. Aerosoli patīk melnais ogleklis, kas rodas fosilā kurināmā un biomasas nepilnīgas sadegšanas rezultātā, absorbē saules gaismu un silda atmosfēru. Tas padara kopējais efekts aerosolu ietekme uz klimata pārmaiņām ir sarežģīta un dažos gadījumos pat pretrunīga.
Aerosolu ietekme uz mākoņu veidošanos
Galvenais aerosolu aspekts ir to ietekme uz mākoņu veidošanos, kas savukārt ietekmē nokrišņus un vietējo klimatu. Mākoņi, kas veidojas liela daļiņu līmeņa klātbūtnē, var būt gaišāki un atstarojošāki, kas nozīmē, ka Zemes virsmu sasniedz mazāk saules gaismas.
Taču, ja atmosfērā ir lieki aerosoli, mākoņu veidošanās process var tikt traucēts. Jaunākie NASA pētījumi to ir parādījuši dūmu un putekļu aerosoli Tie var absorbēt starojumu, sasildot apkārtējo gaisu. Tas neitralizē augšupvērsto gaisa plūsmu un neļauj mākoņiem pilnībā attīstīties, tas ir, tie neļauj ūdens tvaikiem kondensēties, veidojot pietiekami lielus pilienus, lai nokrišņi varētu izkļūt lietus veidā. Tāpēc liekie aerosoli var samazināt nokrišņu biežumu, potenciāli mainot vietējos laika apstākļus.
Aerosoli un klimata pārmaiņas: globālās sasilšanas maskēšana
Viena no svarīgākajām aerosolu īpašībām klimata pārmaiņu kontekstā ir tā, ka tie darbojas kā mehānisms, kas maskē daļu no globālās sasilšanas ko izraisa siltumnīcefekta gāzes. Saskaņā ar Klimata pārmaiņu starpvaldību padomes (IPCC) pētījumiem aerosoli ir kompensējuši aptuveni trešdaļu no sasilšanas, ko izraisījis oglekļa dioksīda un metāna pieaugums kopš rūpnieciskās revolūcijas.
Tomēr šis kompensācijas efekts rada dilemmu. Tā kā valstis īsteno politiku, lai samazinātu aerosola emisijas to kaitīgās ietekmes uz veselību dēļ, paredzams, ka aerosolu dzesēšanas efekts samazināsies, kas varētu paātrināt globālo sasilšanu. Šī parādība jau sākusi pamanīt Āzijas un Eiropas industriālajos apgabalos, kur gaisa kvalitātes uzlabojumi ir izraisījuši reģionālās temperatūras paaugstināšanos.
Sabiedrības veselības un klimata politikas izmaksas
Lai gan aerosoliem ir atvēsinošs efekts, to dēļ tos nevajadzētu uzskatīt par risinājumu klimata pārmaiņām nopietna ietekme uz sabiedrības veselību. Aerosoli, jo īpaši tie, kas rodas, sadedzinot fosilo kurināmo un biomasu, ir saistīti ar elpceļu un sirds un asinsvadu slimībām un katru gadu izraisa miljoniem nāves gadījumu. Saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas (PVO) datiem gaisa piesārņojums katru gadu izraisa aptuveni 7 miljonus priekšlaicīgas nāves gadījumu.
Šī iemesla dēļ dažādu valstu klimata politika cenšas līdzsvarot gaisa kvalitātes uzlabošanos ar nepieciešamību kontrolēt globālo sasilšanu. Tiek pētītas jaunas tehnoloģijas, piemēram, oglekļa uztveršana, lai samazinātu siltumnīcefekta gāzu emisijas, nepalielinot aerosola emisijas.
Lai saglabātu līdzsvaru starp klimata pārmaiņu mazināšanu un sabiedrības veselības uzlabošanu, nākamajos gados būtiski būs tehnoloģiju attīstība un apzināta lēmumu pieņemšana.
Nav šaubu, ka aerosoli ir izšķiroša sastāvdaļa klimata zinātnē un ka to ietekme uz globālo sasilšanu neatkarīgi no tā, vai planētu atdzesē vai sasilda, ir nenoliedzama. Turpmākie pētījumi būs būtiski, lai labāk izprastu tās ietekmi un to, kā mēs varam pārvaldīt tās ietekmi uz mūsu planētu.