Wissenschaftler verstehen, wie Luftverschmutzung Gewitter und Blitze verschlimmern kann

Wissenschaftler verstehen, wie Luftverschmutzung Gewitter und Blitze verschlimmern kann
Wissenschaftler verstehen, wie Luftverschmutzung Gewitter und Blitze verschlimmern kann
Anonim

Der neue Mechanismus erklärt die Verstärkung von Gewittern durch Luftverschmutzung durch kleine und flüchtige Aerosolpartikel.

Die meteorologische Überwachung zeigt, dass die Häufigkeit und Schwere von Naturkatastrophen in den letzten Jahren zugenommen hat. Und es geht nicht nur um die globale Erwärmung, sondern auch um die enormen Mengen an Schadstoffen, die in die Atmosphäre gelangen. Beispielsweise können kleine Aerosolpartikel, die bei der Verbrennung von Kraftstoffen oder bei Waldbränden entstehen, Gewitter und Blitze anregen. Dies ist auf Satellitenbildern des Ozeans zu sehen, die zeigen, dass Blitze entlang der verkehrsreichsten Handelsrouten am stärksten und hellsten einschlagen.

Kürzlich schlug ein Team von MIT-Professor Tim Cronin einen Mechanismus vor, durch den Aerosole Gewitter verstärken können. Dabei spielt die Erhöhung der Luftfeuchtigkeit eine Schlüsselrolle, wie Wissenschaftler in einem Artikel in der Fachzeitschrift Science schreiben. Vielleicht wird es bald von Klimamodellen für genauere Vorhersagen berücksichtigt.

Tatsache ist, dass in der Luft schwebende Partikel als Zentren der Feuchtigkeitskondensation dienen und das Wachstum von Tröpfchen und die Bildung von Wolken erleichtern. Wenn die Konzentration der Aerosolpartikel jedoch hoch genug ist, werden die Tröpfchen schwieriger zu koaleszieren. Sie bleiben nicht zu groß, können nicht herunterregnen und sammeln sich im gleichen Volumen in größerer Zahl an. Wenn sie höher steigen, gelangen sie in die weniger feuchten Schichten der Atmosphäre, wo sie zu verdunsten beginnen.

Je trockener die umgebende Luft, desto stärker ist die Verdunstung – und desto mehr kühlt sich die Wolke selbst ab und verlangsamt dadurch ihren Aufstieg. Bringt die Luft aber auch genügend Feuchtigkeit mit, ist die Verdunstung erschwert, die Wolke kühlt kaum ab und bewegt sich aktiver nach oben, was alle Voraussetzungen für das Auftreten von Blitzen schafft. Dies geschieht laut Cronin und seinen Co-Autoren. Der ständige Eintrag von Aerosolpartikeln in die Atmosphäre sättigt die umgebenden Luftvolumina mit Feuchtigkeit. Dies erschwert das Verdunsten von Tröpfchen beim Aufstieg in eine Höhe. Höher werden sie gefrieren – und schon hier führen die Reibungen und Schläge von Myriaden von Eisstücken zu einem Gewitter.

Die Autoren führten eine Computermodellierung dieser Prozesse im Volumen der Atmosphäre mit einer Fläche von 128 x 128 Kilometern durch, wobei die Konzentration von Aerosolen, Temperatur und Feuchtigkeit von Wolken und Umgebungsluft variiert wurden. Tatsächlich stellte sich heraus, dass niedrige Wolken, die mit flüchtigen Partikeln gesättigt waren, nicht so leicht verdunsten und viel höher stiegen, um erst dann Wasser abzugeben. Die gleichzeitig entstandene feuchte Luftschicht schuf die Voraussetzung für einen schnelleren Anstieg neuer Tropfen – und das Auftreten von Gewittern.

„Nachdem sich diese wassergesättigte Schicht relativ tief in der Atmosphäre gebildet hat, kann jede nächste „Blase“aus warmer und feuchter Luft zum Epizentrum für das Auftreten von Gewittern werden, erklären die Autoren der Arbeit. "Es steigt leicht auf eine Höhe von 10-15 Kilometern an, geeignet für das Wachstum von Gewittern."

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