science >> Wetenschap >  >> Natuur

Convectief transport verklaart ontbrekend ijs nabij de tropische tropopauze

De oranjerode gloed in deze afbeelding is de troposfeer van de aarde, de onderste laag van de atmosfeer. De bruine overgangslaag is de tropopauze. In een nieuwe studie, lidar in de ruimte laat meer ijs zien dan verwacht en verlaat de tropopauze boven de tropen. Krediet:NASA Earth Observatory, CC DOOR 2.0

Het laagste niveau van de atmosfeer, de troposfeer, bevat bijna al het weer op aarde. In de stratosfeer hierboven, vocht daalt tot bijna nul. De grens die deze twee lagen scheidt - de tropopauze - wordt gedefinieerd als het punt waarop het water niet meer afkoelt naarmate de hoogte toeneemt. In de tropen, de tropopauze is uitzonderlijk koud en vindt meestal plaats op grotere hoogte (ongeveer 17 kilometer, of ongeveer 10 mijl) dan in de poolgebieden. De atmosferische omstandigheden op deze hoogten spelen een belangrijke rol in het mondiale klimaat, omdat ze de grenzen van wolkenvorming en waterdampdynamiek bepalen.

In een nieuwe studie, Bolot en Fueglistaler gebruiken lidar in de ruimte om ijsstromen nabij de tropische tropopauze te bestuderen. Ze gebruikten NASA's Cloud-Aerosol Lidar met Orthogonal Polarization (CALIOP) instrument om te berekenen hoeveel ijs er uit de tropopauze-laag valt, sedimentatie genoemd. aanzienlijk, op deze hoogten wordt meer ijs gevonden dan het omgevingsvocht kan verklaren.

IJs in de buurt van de tropische tropopauze kan uit twee bronnen komen:advectie van cirruswolken en diepe convectie. De eerste kan eenvoudigweg als groot worden beschouwd, ijzige wolken worden omhoog getild door achtergrondbewegingen, overwegende dat diepe convectie een opwaartse beweging langs een thermische gradiënt vertegenwoordigt - een drijfvermogen van water/ijsdeeltjes als gevolg van warmere, minder dicht materiaal stijgt. Door gebruik te maken van gegevens van ERA5 (een vijfde generatie European Centre for Medium-Range Weather Forecasts atmosferische heranalyse), de onderzoekers laten zien dat advectie alleen niet voldoende is om het ontbrekende ijs onder de 17 kilometer te verklaren en dat de rest moet worden aangevuld door diepe convectie.