Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,916

ВЛИЯНИЕ АЭРОЗОЛЯ НА ПРИЗЕМНУЮ ТЕМПЕРАТУРУ ВОЗДУХА

Аитова О.А. 1
1 Российский государственный гидрометеорологический университет
1. Lee S.S., Penner J.E. Aerosol effects on ice clouds: can the traditional concept of aerosol indirect effects be applied to aerosol-cloud interactions in cirrus clouds? // Atmos. Chem. Phys. – 2010. – Vol. 10. – P. 10345–10358.
2. Lohmann U., Feichter J. Global indirect aerosol effects: a review // Atmos. Chem. Phys. – 2004. – Vol. 5. – P. 715–737.

Аэрозоли влияют на климатическую систему путем изменения облачных характеристик во многих отношениях. Они выступают в качестве ядер конденсации и ледяных ядер в облаках, могут оказывать влияние на гидрологический цикл, солнечную радиацию, свойства облаков, например, на отражение и поглощение радиации [1]. Аэрозоли имеют естественное и антропогенное происхождение. К естественным аэрозолям относятся частицы вулканического происхождения, частицы почвы и морской соли, а к антропогенным — продукты горения, в результате работы промышленности, транспорта и др.

Радиационные эффекты аэрозоля могут быть разделены на те, которые оказывают положительные воздействия на радиационный баланс и те, которые оказывают отрицательные воздействия. Так, например, эффект Туми: повышение концентрации капель воды в облаках при увеличении концентрации аэрозолей, что приводит к увеличению альбедо облаков и уменьшению потока солнечной радиации. Углеродистые аэрозоли и пыль, наоборот, оказывают положительное радиационное воздействие. Этот эффект может быть усилен, если поглощение солнечного излучения на этих частицах аэрозоля происходит в облачных каплях: в результате увеличения температуры снижается относительная влажность, что может привести к испарению капель в облаках [2].

В этой статье произведены расчеты температуры подстилающей поверхности в зависимости от радиуса и концентраций аэрозолей.Для этого использовалась простейшая численная модель влияния аэрозоля на поток солнечного излучения, достигающего земной поверхности. В модели используется предположения о нулевом радиационном балансе на земной поверхности. Излучательная способность земной поверхности предполагается равной 0.95, слой монодисперсного аэрозоля толщиной 1000 м с радиусом r от 10–6 до 10–7 м, концентрацией N от 108 до 109 м–3.

При отсутствии аэрозоля коэффициент прозрачности атмосферы составляет ~27 %, с повышением содержания аэрозоля это значение понижается, что приводит к понижению потока солнечного излучения у земной поверхности, и, как следствие, приземной температуры. Так, например, при N = 109 м–3 и при r = 0,1 мкм коэффициент пропускания составляет 25 %, а при размере частиц 1 мкм коэффициент уменьшается до 0.1 %.

Расчеты показывают, что при r = 0,1 мкм и N = 108 м–3 температура понижается на ~0,6 К, а при увеличении концентрации до N = 109 м–3 понижение составляет 5,9 К. Видно, что увеличение концентрации N в 10 раз ведет к пропорциональному понижению температуры. Результаты моделирования показали, что появление аэрозоля с радиусом 0,01; 0.1; 1 мкм приводит к уменьшению температуры на 0,005; 0,6; 43,5 К, соответственно. При увеличении радиуса в 10 раз, понижение температуры увеличивается почти в 100 раз! Эта зависимость практически линейна для аэрозолей радиусом более 0,6 мкм. Таким образом, наибольший радиационный эффект оказывают аэрозоли крупной фракции. Однако, такие частицы аэрозоля быстро исчезают из атмосферы в результате «сухого» и «влажного» механизмов осаждения и, таким образом, в атмосфере присутствует, в основном, субмикронная фракция.

Результаты исследования показывают, что изменение температуры подстилающей поверхности может произойти при усилении циркуляции атмосферы (скорости ветра), поскольку это сопровождается возрастанием ветровой эрозии, что ведет к увеличению концентраций аэрозолей и, соответственно, к уменьшению температуры воздуха. Подобное глобальное понижение температуры может привести к увеличению площади ледяного покрова в полярных областях и охлаждению воздуха близлежащих районов. Изменение климата может поменять условия жизни людей, например, изменить условия сельскохозяйственной деятельности, работу жилищно-коммунальных и городских служб.

Дальнейшее направление исследований может быть связано с разработкой технологии управления содержанием аэрозолей в атмосфере для предотвращения возможного ухудшения климата.


Библиографическая ссылка

Аитова О.А. ВЛИЯНИЕ АЭРОЗОЛЯ НА ПРИЗЕМНУЮ ТЕМПЕРАТУРУ ВОЗДУХА // Современные наукоемкие технологии. – 2013. – № 6. – С. 43-44;
URL: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=31967 (дата обращения: 15.08.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074