آئروسل ها ممکن است بخش قابل توجهی از گرم شدن قطب شمال را تحریک کنند

اگرچه گازهای گلخانه ای همیشه در مرکز بحث در مورد تغییرات آب و هوایی جهانی قرار دارند، تحقیقات جدید ناسا نشان می دهد که بیشتر گرمایش جوی مشاهده شده در قطب شمال از سال 1976 ممکن است به دلیل تغییرات در ذرات ریز معلق در هوا به نام آئروسل باشد..

منتشر شده توسط منابع طبیعی و انسانی، آئروسل ها می توانند مستقیماً با بازتاب یا جذب تابش خورشید بر آب و هوا تأثیر بگذارند. ذرات ریز همچنین به طور غیرمستقیم با بارور کردن ابرها و تغییر ویژگی‌های ابر مانند بازتاب‌پذیری بر آب و هوا تأثیر می‌گذارند.

یک مطالعه جدید به رهبری درو شیندل، دانشمند آب و هوا، از موسسه مطالعات فضایی گودارد ناسا، نیویورک، از مدل جفت شده اقیانوس-اتمسفر برای بررسی میزان حساس بودن اقلیم های مختلف منطقه ای به تغییرات در سطوح دی اکسید کربن استفاده کرد. ازن و ذرات معلق در هوا.

محققان دریافتند که عرض های جغرافیایی متوسط و بالا به ویژه به تغییرات در سطح ذرات معلق در هوا پاسخ می دهند. در واقع، این مدل نشان می دهد که ذرات معلق در هوا احتمالاً 45 درصد یا بیشتر از گرمایشی را که در سه دهه گذشته در قطب شمال رخ داده است، تشکیل می دهند. نتایج در شماره آوریل مجله Nature Geoscience منتشر شد.

اگرچه انواع مختلفی از آئروسل ها وجود دارد، تحقیقات قبلی نشان داده است که دو نوع - سولفات ها و کربن سیاه - نقش بسیار مهمی در تنظیم تغییرات آب و هوا دارند. هر دو محصول فعالیت انسان هستند.

سولفات‌ها که عمدتاً از سوزاندن زغال‌سنگ و نفت به دست می‌آیند، تابش خورشیدی ورودی را پراکنده می‌کنند و یک اثر خنک‌کنندگی خالص بر آب و هوا دارند. در طول سه دهه گذشته، ایالات متحده و کشورهای اروپایی یک سری قوانین را تصویب کرده اند که میزان انتشار سولفات را تا 50 درصد کاهش داده است. در حالی که کیفیت هوا را بهبود می بخشد و به سلامت عمومی کمک می کند، نتیجه خنک شدن جوی کمتر از سولفات ها بوده است.

در همان زمان، انتشار کربن سیاه به طور پیوسته افزایش یافته است، عمدتا به دلیل افزایش انتشار گازهای گلخانه ای از آسیا. کربن سیاه - ذرات کوچک و دوده مانند تولید شده توسط فرآیندهای صنعتی و احتراق گازوئیل و سوخت‌های زیستی - تابش خورشیدی ورودی را جذب می‌کند و تأثیر گرمایشی قوی بر جو دارد.

در آزمایش مدل‌سازی، شیندل و همکارانش اطلاعات کمی و جزئی در مورد نقش‌های نسبی اجزای مختلف سیستم آب و هوایی، مانند تغییرات خورشیدی، رویدادهای آتشفشانی، و تغییرات در سطوح گازهای گلخانه‌ای گردآوری کردند. آنها سپس سناریوهای مختلفی را در مورد چگونگی تغییر دما به دلیل تغییر سطوح ازن و ذرات معلق در هوا - از جمله سولفات ها و کربن سیاه - در مناطق مختلف جهان بررسی کردند. در نهایت، آنها میزان گرمایشی را که می‌توان به متغیرهای مختلف آب و هوایی نسبت داد، کشف کردند. آئروسل‌ها بزرگ به نظر می‌رسند.

مناطقی از زمین که قوی‌ترین واکنش‌ها را به ذرات معلق در این مدل نشان دادند، همان مناطقی هستند که از سال 1976 شاهد بیشترین افزایش دما در دنیای واقعی بوده‌اند.منطقه قطب شمال از اواسط دهه 1970 شاهد افزایش دمای هوای سطحی آن 1.5 درجه سانتیگراد (2.7 فارنهایت) بوده است. در قطب جنوب، جایی که ذرات معلق در هوا نقش کمتری دارند، دمای هوای سطحی حدود 0.35 درجه سانتیگراد (0.6 فارنهایت) افزایش یافته است.

شیندل توضیح داد که به دلیل نزدیکی قطب شمال به آمریکای شمالی و اروپا، منطقی است. این دو منطقه به شدت صنعتی بیشترین انتشار گازهای گلخانه ای جهان را در قرن گذشته تولید کرده اند و برخی از این ذرات معلق در هوا به سمت شمال حرکت کرده و در قطب شمال جمع می شوند. بارش، که معمولاً ذرات معلق در هوا را از اتمسفر خارج می‌کند، در آنجا حداقل است، بنابراین ذرات طولانی‌تر در هوا باقی می‌مانند و تأثیر قوی‌تری نسبت به سایر نقاط جهان دارند.

از آنجایی که کاهش مقدار سولفات ها و افزایش مقدار کربن سیاه هر دو گرم شدن را تشویق می کنند، افزایش دما می تواند به ویژه سریع باشد. تجمع ذرات معلق در هوا همچنین چرخه های بازخورد مثبتی را ایجاد می کند که با عقب نشینی پوشش برف و یخ، گرم شدن را بیشتر تسریع می کند.

در مقابل، در قطب جنوب، تأثیر سولفات ها و کربن سیاه به دلیل انزوای این قاره از مراکز عمده جمعیتی و انتشار گازهای گلخانه ای که آنها تولید می کنند، به حداقل می رسد.

شیندل گفت: «تمایلی وجود دارد که آئروسل ها را به عنوان بازیکنان کوچک در نظر بگیریم، اما اینطور نیست. "در حال حاضر، در عرض های جغرافیایی میانی نیمکره شمالی و در قطب شمال، تاثیر ذرات معلق در هوا به اندازه گازهای گلخانه ای قوی است."

شناخت روزافزون این که آئروسل ها ممکن است نقش بزرگ تری در آب و هوا داشته باشند، می تواند پیامدهایی برای سیاست گذاران داشته باشد.

شیندل گفت: «اگر فقط به دی اکسید کربن نگاه کنیم، در چند دهه آینده اهرم بسیار کمی بر آب و هوا خواهیم داشت. اگر بخواهیم از ذوب کامل یخ های دریای تابستانی قطب شمال در چند دهه آینده جلوگیری کنیم، بهتر است به ذرات آئروسل و ازن نگاه کنیم.»

آئروسل ها معمولاً عمر کوتاهی دارند و فقط برای چند روز یا چند هفته در جو می مانند.در مقابل، گازهای گلخانه ای می توانند صدها سال باقی بمانند. شیمیدانان اتمسفر بر این باورند که سیستم آب و هوا ممکن است به تغییرات در سطوح آئروسل در چند دهه آینده بیشتر واکنش نشان دهد تا تغییرات در سطوح گازهای گلخانه ای، که تأثیر قوی تری در قرن های آینده خواهد داشت.

لورتا میکلی، شیمیدان اتمسفر از دانشگاه هاروارد، کمبریج، ماساچوست که مستقیماً درگیر نبود، گفت: "این یک مطالعه مدل مهم است، که سوالات بزرگ زیادی را مطرح می کند که باید با تحقیقات میدانی بررسی شوند." تحقیق. او خاطرنشان کرد که درک اینکه چگونه ذرات معلق در هوا در اتمسفر رفتار می کنند هنوز یک کار در حال پیشرفت است، و هر مدل باید به شدت با مشاهدات واقعی مقایسه شود. اما علم پشت نتایج شیندل را باید جدی گرفت.

"به نظر می رسد که ذرات معلق در هوا تأثیر بسیار قدرتمندی بر آب و هوا دارند، اما هنوز چیزهای بیشتری وجود دارد که باید آنها را مرتب کنیم."

ماهواره گلوری آینده ناسا برای تقویت قابلیت‌های اندازه‌گیری آئروسل فعلی ما طراحی شده است تا به دانشمندان کمک کند تا با اندازه‌گیری توزیع و ویژگی‌های میکروفیزیکی ذرات، ابهامات مربوط به آئروسل‌ها را کاهش دهند.