Kleine deeltjes voeden krachtige stormen en beïnvloeden het weer veel meer dan werd gewaardeerd, volgens een onderzoek in het nummer van 26 januari van het tijdschrift Wetenschap .

Het onderzoek richt zich op de kracht van minuscule deeltjes in de lucht die bekend staan ​​als aerosolen, die kunnen komen van stedelijke en industriële luchtvervuiling, bosbranden en andere bronnen. Hoewel wetenschappers weten dat aerosolen een belangrijke rol kunnen spelen bij het vormgeven van weer en klimaat, de nieuwe studie toont aan dat de kleinste deeltjes een buitenmaats effect hebben:deeltjes kleiner dan een duizendste van de breedte van een mensenhaar kunnen stormen intensiveren, wolken om te groeien en meer regen om te vallen.

De minuscule verontreinigende stoffen - lang beschouwd als te klein om veel invloed te hebben op de vorming van druppeltjes - zijn, in werkelijkheid, kleine regenbuien.

"We hebben aangetoond dat de aanwezigheid van deze deeltjes een reden is waarom sommige stormen zo sterk worden en zoveel regen produceren. In een warm en vochtig gebied waar de atmosferische omstandigheden verder erg schoon zijn, het binnendringen van zeer kleine deeltjes kan een behoorlijke impact hebben, " zei Jiwen Fan van het Pacific Northwest National Laboratory van het Department of Energy, wie is de hoofdauteur van het artikel in? Wetenschap . Fan leidde 21 auteurs van 15 instellingen over de hele wereld om het onderzoek te doen.

De bevindingen zijn grotendeels gebaseerd op unieke gegevens die mogelijk zijn gemaakt door de onderzoekscampagne van GoAmazon, waar wetenschappers in de periode 2014-2015 grond- en luchtmetingen hebben gedaan met betrekking tot het klimaat. De campagne werd geleid door de Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Climate Research Facility, een gebruikersfaciliteit van het Amerikaanse Department of Energy Office of Science.

De studie maakte gebruik van gegevens uit een gebied van de Amazone dat ongerept is, behalve de regio rond Manaus, de grootste stad in de Amazone, met een bevolking van meer dan 2 miljoen mensen. De setting gaf wetenschappers de zeldzame kans om de impact van vervuiling op atmosferische processen in een grotendeels pre-industriële omgeving te bekijken en de effecten van de deeltjes vast te stellen, los van andere factoren zoals temperatuur en vochtigheid.

In dit onderzoek, wetenschappers bestudeerden de rol van ultrafijne deeltjes van minder dan 50 nanometer breed in de ontwikkeling van onweersbuien. Van soortgelijke maar grotere deeltjes is bekend dat ze een rol spelen bij het voeden van krachtige, snel bewegende opwaartse luchtstromen van het landoppervlak naar de atmosfeer, het creëren van de wolken die een centrale rol spelen bij de vorming van waterdruppels die als regen vallen.

Maar wetenschappers hadden tot nu toe niet waargenomen dat kleinere deeltjes kleiner dan 50 nanometer, zoals deeltjes geproduceerd door voertuigen en industriële processen, hetzelfde zou kunnen doen. Niet alleen dat. De nieuwe studie onthulde dat deze deeltjes, waarvan de effecten op wolken tot nu toe grotendeels zijn verwaarloosd, kunnen wolken op een veel krachtigere manier stimuleren dan hun grotere tegenhangers.

Door gedetailleerde computersimulaties, de wetenschappers lieten zien hoe de kleinere deeltjes een krachtige impact hebben op onweerswolken.

Het blijkt dat wanneer grotere deeltjes niet hoog aanwezig zijn in een warme en vochtige omgeving, het is een kans voor de kleinere deeltjes om te handelen en wolkendruppels te vormen. De lage concentratie van grote deeltjes draagt ​​bij aan hoge niveaus van overmatige waterdamp, met een relatieve vochtigheid die ver boven de 100 procent kan gaan. Dat is een belangrijke voorwaarde die ultrafijne deeltjes ertoe aanzet om in wolkendruppels te veranderen.

Hoewel de deeltjes klein van formaat zijn, ze zijn groot in aantal, en ze kunnen veel kleine druppeltjes vormen waarop de overtollige waterdamp condenseert. Door die verhoogde condensatie komt er meer warmte vrij, en die hitte maakt de opwaartse stromingen veel krachtiger:er wordt meer warme lucht de wolken in getrokken, meer druppels naar boven trekken en meer ijs- en sneeuwpellets produceren, bliksem, en regen.

Het resultaat:"Versterkte convectie, " zoals Fan zegt - en sterkere stormen.

"We hebben aangetoond dat onder schone en vochtige omstandigheden, zoals die boven de oceaan en wat land in de tropen bestaan, kleine aerosolen hebben een grote impact op het weer en het klimaat en kunnen stormen sterk verergeren, " zei Fan, een expert op het gebied van de effecten van vervuiling op stormen en weer. "Breder, de resultaten suggereren dat van pre-industrieel tot heden, menselijke activiteit heeft mogelijk de stormen in deze regio's op krachtige manieren veranderd."