Bergen dagen skiërs uit, klimmers, en wegenbouwers. Maar als het om wolken gaat, ze bieden een assist. Onderzoekers van Pacific Northwest National Laboratory en Colorado State University ontdekten dat bergachtige, water-ijs (ook bekend als gemengde fase) wolken hebben een dubbele respons wanneer ze worden geïnjecteerd met talloze kleine vervuilingsdeeltjes. Hun studie toonde aan dat vervuilingsdeeltjes in de buurt van de Sierra Nevada Mountains in het westen van de VS de omstandigheden rijpen om druppeltjes en ijsdeeltjes te vormen. aanvankelijk, neerslag op de berghellingen neemt af. Maar wanneer de deeltjes een bepaalde hoeveelheid bereiken, sneeuwval neemt dramatisch toe over de berg.

Waardoor wordt dit effect veroorzaakt? Het team ontdekte dat hoge concentraties vervuilingsdeeltjes die het gebied binnendringen, leiden tot veel meer ondiepe wolken in de California Central Valley en de uitlopers, veranderende lokale circulatie. Latente warmte wordt afgegeven wanneer de wolkendruppel wordt gevormd, wat het transport van vocht naar de loefhelling versterkt.

"Wanneer de vervuilingsdeeltjes de wolken met gemengde fasen op de berghelling vullen, neemt de sneeuwneerslag dramatisch toe, en deze bevinding verschilt van eerdere modelstudies, "Zei PNNL-hoofdauteur Dr. Jiwen Fan. "Het mechanisme dat tot deze cloudversterking leidt, is onze nieuwe bevinding."

Begrijpen wanneer en hoeveel sneeuw en regen zal vallen, kan iedereen helpen, van weersvoorspellers, aan skiërs, aan boeren en waterbeheerders. Deze studie geeft een beter begrip van de processen die van invloed zijn op wolken met gemengde fasen en neerslag in de buurt van bergen. De auteurs ontdekten een nieuw mechanisme voor hoe door vervuiling veroorzaakte deeltjes deze wolken kunnen stimuleren en de sneeuwneerslag dramatisch kunnen verhogen. Dit mechanisme biedt ook belangrijke inzichten voor sterk vervuilde berggebieden in China en India, vooral voor watercyclus- en neerslagextremen.

Onderzoekers van PNNL en Colorado State gebruikten het regionale model Weather Research and Forecasting en koppelden dit aan herziene bin (gedetailleerde) cloud-microfysica-berekeningen. Ze vergeleken deze modelsimulaties met zeer hoge resolutie met veldmetingen van twee wolkengevallen met contrasterende dynamische (wind) en thermodynamische (vocht) omstandigheden. De studie voerde bijbehorende gevoeligheidssimulaties uit waarbij de concentraties van wolkencondensatiekernen en ijskernen over een breed bereik veranderden van extreem lage tot extreem hoge concentraties om hun bevinding te bereiken.

De groep zal de nieuwe observatiegegevens van de ACAPEX/CalWater2-campagne blijven onderzoeken en modelsimulaties uitvoeren om het gedrag van wolken en neerslag boven de westelijke Verenigde Staten beter te begrijpen.