Badając chmury - oraz wytwarzając własne – naukowcy pokazali po raz pierwszy bezpośrednią relację pomiędzy ołowiem w atmosferze, a formowaniem się kryształków lodu, które są jądrami kondensacji i powodują formowanie się chmur.
Rezultaty badań sugerują, że ołów wytwarzany w wyniku działalności człowieka powoduje formowanie się chmur przy wyższej temperaturze oraz mniejszej wilgotności powietrza. Mogłoby to nawet zmieniać schematy opadów deszczu i śniegu w cieplejszych regionach świata.
Jednak chmury uginające się pod ciężarem ołowiu mają swoje plusy. W pewnych warunkach te chmury odbijają skutecznie światło Słońca, lekko ochładzając powierzchnię Ziemi.
Atmosferyczny ołów głównie pochodzi ze źródeł cywilizacyjnych takich jak węgiel.
Międzynarodowa grupa naukowców przedstawiła swoje rezultaty w Nature Geoscience. Współpraca objęła badaczy z instytucji w USA, Szwajcarii oraz Niemiec.
„Wiemy, że ogromna większość ołowiu w atmosferze pochodzi ze źródeł tworzonych przez człowieka”, powiedział chemik atmosfery Dan Cziczo z Departamentu Energii Narodowego Laboratorium Północnego Pacyfiku i autor badań. „Pokazujemy, że ołów zmienia właściwości i jednocześnie równowagę ilościową energii słonecznej, co z kolei wpływa na atmosferę”.
Naukowcy jeszcze w latach ‘40 próbowali wywołać deszcz za pomocą srebra i jodku ołowiu. Od tamtego czasu wiadomo, że ołów może powiększać kryształki lodu w chmurach.
Głównymi źródłami ołowiu są spalanie węgla, loty małych samolotów na wysokościach, gdzie formują się chmury oraz prace budowlane i wiatry uwalniające ołów z ziemi.
Aby zanalizować proces wpływania ołowiu na chmury, naukowcy pobrali powietrze pochodzące ze szczytu góry leżącej na granicy stanów Kolorado i Wyoming, a następnie w specjalnej do tego przeznaczonej komorze kondensacyjnej wielkości małej lodówki tworzyli z tego powietrza sztuczne chmury. Połowa pobranych z tej chmury syntetycznych kryształków zawierała ołów.
Zespół pobrał też fragment rzeczywistej chmury ze szczytu góry w Szwajcarii. Również w tym przypadku około połowa kryształków lodu zawierała ołów. Jednak nawet silne podejrzenia, że to ołów jest przyczyną tworzenia się kryształków lodu nie świadczyły jeszcze o tym, że tak na pewno jest.
Aby zweryfikować hipotezę, że ołów powoduje powstawanie kryształków lodu i chmur, zespół przeprowadził badania w trzypiętrowej komorze mgłowej w Niemczech.
Naukowcy tworzyli cząsteczki pyłu, które albo były pozbawione ołowiu, albo też zawierały 1 procent wagowy ołowiu (czyli tyle, ile naukowcy znaleźli w atmosferze).
Cząsteczki pyłu były wprowadzane do komór mgłowych, po czym mierzono temperaturę oraz wilgotność punktu, w którym wokół nich następowała kondensacja lodu.
Okazało się, że ołów zmienia warunki, w których pojawiają się chmury – przy jego obecności formowały się one w wyższej temperaturze i przy niższej wilgotności.
Sprawdzając, jaki wpływ na klimat ma to zjawisko, naukowcy zasymulowali klimat kuli ziemskiej w trzech wariantach: z cząstkami pyłów wolnymi od ołowiu, z ołowiem obecnym w 10 procentach cząsteczek pyłu oraz z ołowiem obecnym we wszystkich cząsteczkach pyłu.
Symulacja komputerowa pokazała, że kiedy ołów był obecny w cząstkach pyłu, to wysokie, cienkie chmury, którym się przyglądali, formowały się na niższych wysokościach i w innych miejscach. Badacze uważają, że zjawisko to w rezultacie prawdopodobnie wpływa na opady atmosferyczne deszczu i śniegu.
Chmury na niskich wysokościach pozwalają na ucieczkę większej ilości promieniowania podczerwonego powrotem w kosmos, przez co ołów w chmurach może częściowo przeciwdziałać globalnemu ociepleniu spowodowanemu gazami cieplarnianymi.
Lecz to jeszcze nie oznacza, że występowanie ołowiu w atmosferze ochłodzi planetę – jak na razie przeanalizowany został tylko jeden rodzaj chmur – inne mogą zachowywać się inaczej, a pełne chmur niebo jest zjawiskiem bardzo skomplikowanym.
„Ta badania pokazują, jak złożone są relacje pomiędzy ołowiem i parą wodną oraz temperaturą”, powiedział Cziczo. „Nie jest to tak proste, jak w przypadku gazów cieplarnianych”.
Przyszłe prace będą koncentrować się na wpływ rodzaju ołowiu i tego jak wiele jest go potrzebne do wpływania na chmury i opady oraz jego rozkładowi w atmosferze.
więcej w terradaily
