Rauch von Feuern verhindert, dass Regen fällt
Rauch von Feuern verhindert, dass Regen fällt
Anonim

Beim Löschen von Waldbränden suchen alle hoffnungsvoll am Himmel nach Regenwolken. Aber sie erscheinen immer noch nicht. Amerikanische Wissenschaftler haben bei ihrem Experiment dafür gesorgt, dass das Auftreten von Regenwolken durch … Rauch von Feuern verhindert wird.

Ein Forscherteam von Universitäten im Westen der USA hat experimentell die bekannte Tatsache getestet, dass winzige Partikelasche im Rauch von Waldbränden die Bildung von Regentropfen in Wolken beeinflusst. Dies führt möglicherweise zu weniger Niederschlägen und erhöhter Trockenheit, was weiter zur Ausbreitung von Bränden beiträgt.

Ein Artikel über diese Studie wurde in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht.

Wenn Waldbrände Rauch in die Atmosphäre freisetzen, werden winzige feste Aschepartikel von verbrannten Bäumen und Gras zusammen mit Verbrennungsgasen in die Atmosphäre geschleudert. Wissenschaftler haben die Suspension dieser Partikel in Luft und Verbrennungsprodukten als Rauchaerosol bezeichnet. Wassertröpfchen können an Aerosolrauchpartikeln in Cumuluswolken kondensieren. Und sie verdichten sich.

Der Kondensationsprozess hängt von der Höhe der Wolke in der Atmosphäre, von der chemischen Zusammensetzung des Aerosols, der Form seiner Kristalle und seinen anderen Eigenschaften ab. Zum Beispiel unterscheidet sich Vulkanasche-Aerosol von Waldbrand-Aerosol.

Das Vorhandensein von Aerosolen in niedrigen und hohen Cumulonimbus-Wolken beeinflusst auch die Fähigkeit der Wolken, niederzuregnen, unterschiedlich. Nehmen wir an, der "Pilz" einer Atomexplosion ist eine Wolke, die mit festen Partikeln gefüllt ist, die durch die Explosion des Gebiets zerkleinert werden. Und diese bis zu 20 Kilometer hohe Aerosol-Cumulonimbus-Wolke wirft nur heftige Regengüsse ab.

Das wissen Wissenschaftler seit mindestens 60 Jahren.

Bekannt ist auch, dass es in einer Aerosolwolke im Gegensatz zu einer „reinen“Wolke mehr Kondensationszentren gibt – genau nach der Anzahl der Aerosolpartikel. Dies bedeutet, dass das Wasservolumen in der Wolke in eine größere Anzahl von Tropfen aufgeteilt wird. Daraus folgt, dass es in einer Aerosolwolke mehr Tröpfchen gibt, und jedes dieser Tröpfchen ist kleiner als in einer Wolke ohne Aerosol, bei gleichem Wasservolumen in beiden Wolken. In diesem Fall kann eine Wolke mit einem Aerosol aufgrund der zu kleinen Größe ihrer Tröpfchen keinen Regen abgeben.

Je mehr Tröpfchen eine Wolke hat, desto schlechter lässt sie Sonnenlicht durch und desto besser reflektiert sie es. Das heißt, die Aerosolwolke kühlt auch die Oberfläche, über der sie schwebt.

Und das Neue an der Arbeit amerikanischer Forscher liegt darin, dass sie zum ersten Mal die Wirkung von Aerosolen aus Waldbränden auf die Niederschlagswahrscheinlichkeit in einer bestimmten Region - dem Westen der USA - gemessen haben. Wissenschaftler haben den Rauch von Waldbränden in relativ niedrigen Kumuluswolken untersucht - in einer Höhe von zwei bis drei Kilometern.

Um herauszufinden, warum Rauchaerosol von Bränden die Bildung von Regentropfen in Kumuluswolken über Waldbränden stört, entschieden sich amerikanische Wissenschaftler, Luft mit Tröpfchen aus Kumuluswolken zu beproben. Sie taten dies an Bord eines Forschungsflugzeugs während der Waldbrände 2018 im Westen der Vereinigten Staaten.

Es stellte sich heraus, dass eine Kumuluswolke aus Rauchaerosol fünfmal mehr Regentropfen enthielt als eine „reine“Kumuluswolke. Aber die Größe der Regentropfen in einer Rauchwolke war halb so groß wie eine rauchfreie Wolke. Wassertröpfchen in einer typischen Cumuluswolke wachsen auf einen Durchmesser von etwa 8 Mikrometer (0,08 mm). Und in einer Cumulus-Wolke mit Rauchaerosol von Waldbränden über dem Westen der USA stellte sich heraus, dass der durchschnittliche Tröpfchendurchmesser etwa 4 - 5 Mikrometer betrug. Eine so geringe Größe der Tröpfchen verhinderte, dass sie bei Regen zu Boden fielen, glauben die Autoren der Studie. Denken Sie daran, dass der Durchmesser von Regentropfen normalerweise 0,5 bis 7 Millimeter beträgt.

„Wir waren überrascht, wie effizient diese überwiegend organischen [Aerosole] Partikel Tröpfchen in Wolken bilden und welchen großen Einfluss sie auf die Wolkenmikrophysik haben“, sagt Studienleiterin Cynthia Twohy vom Scripps Institute of Oceanography, University of California, San Diego. …

Bei hohen Wolken kann die Zugabe von mehr Aerosolpartikeln die Wolke beleben und Regen verursachen. Aber für niedrige Cumuluswolken ist das Gegenteil der Fall, so die Ergebnisse eines Experiments amerikanischer Forscher, das in einem veröffentlichten Artikel dargelegt wird.

„Was mich an diesem Artikel wirklich begeistert hat, war die Verbindung zum Wasserkreislauf“, sagt Ann Marie Carlton, Chemikerin an der University of California, Irvine, die nicht an dieser Studie beteiligt war Wasserkreislauf."

Die Mikrophysik von Wolken ist komplex, und die Forscher stellen in ihrem Artikel neben der geringeren Größe der Regentropfen auch andere Faktoren für die Gesamtwirkung von Rauch auf das regionale Klima fest. In kleinen Wolken beispielsweise reflektieren zahlreichere und kleinere Tröpfchen das Sonnenlicht stärker und kühlen so die Erdoberfläche, über der sie sich befinden.

Die Studie amerikanischer Wissenschaftler konzentrierte sich auf kleine Kumuluswolken, die im Sommer etwa ein Viertel des Westens der Vereinigten Staaten bedecken. Andere Arten von Wolken, wie z. B. hohe Cumulonimbus-Wolken, die Gewitter und böige Winde tragen, können jedoch andere Eigenschaften aufweisen.

Da die Sommerregen im Westen der USA nachlassen, geht Tui davon aus, dass dürreauslösende Effekte Vorrang vor regenverursachenden Phänomenen wie der Bildung von Regenwolken haben.

"In den letzten Jahrzehnten sind die Sommerniederschläge in der Region zurückgegangen und die Temperaturen gestiegen. Wolkeneffekte werden wahrscheinlich ein wichtiger Teil dieses Prozesses sein. Ich hoffe, dass unsere Ergebnisse als Anstoß für eine detaillierte Modellierung regionaler [atmosphärischer"] Phänomene, die uns helfen werden, die Auswirkungen von Rauch auf die Wolken und das Klima in der Region einzuschätzen", bemerkt Tui.

Zuvor haben wir darüber gesprochen, wie Wissenschaftler Trübung messen und wie das neue russische Gerät helfen wird. Wir haben auch geschrieben, dass UN-Experten den Klimawandel als "eindeutig" und "beispiellos" betrachten und beschrieben, was mit der Umwelt passiert, wenn in der Arktis landwirtschaftliche Flächen entstehen.

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