Terwijl de Aziatische moesson regen brengt die van vitaal belang is voor de landbouweconomie van de uitgestrekte regio, is het ook bekend dat het chemische verontreinigende stoffen in de bovenste atmosfeer opzuigt die de klimaatverandering versnellen.

Wetenschappers kijken reikhalzend uit naar de resultaten van een door de VS geleid internationaal project dat eerdere bevindingen, gepubliceerd in Science, wil bevestigen. dat verontreinigende stoffen die door menselijke activiteit worden gegenereerd door het moessonsysteem naar boven worden getransporteerd en de atmosferische chemie beïnvloeden en op hun beurt het klimaat veranderen.

Atmosferische chemie is de studie van de componenten van planetaire atmosferen, waaronder de troposfeer - de laag van de atmosfeer die zich het dichtst bij de aarde bevindt - de stratosfeer en andere bovenste lagen van de atmosfeer.

Laura Pan is hoofdonderzoeker van het project en wetenschapper bij het Amerikaanse National Center for Atmospheric Research, dat samen met de National Aeronautics and Space Administration (NASA) het Asian Summer Monsoon Chemical and Climate Impact Project (ACCLIP) leidt.

ACCLIP onderzoekt hoe gas- en aerosolemissies de wereldwijde chemie en het klimaat beïnvloeden.

"In de afgelopen decennia hebben satellieten onthuld dat de moesson een duidelijke laag chemicaliën creëert op ongeveer 16 kilometer boven de aarde, maar we weten heel weinig over de samenstelling en evolutie", vertelde Pan aan SciDev.Net.

"ACCLIP geeft ons de kans om te proeven wat er is, maar we weten dat het, ongeacht de samenstelling, verband houdt met het klimaat."

De lucht bestuderen

Bij het project van een maand zijn wetenschappers uit Korea, Japan, Italië en Duitsland betrokken, die zich zullen concentreren op de krachtige circulatie van de moesson en de chemische verontreinigende stoffen zullen bemonsteren die naar boven worden getrokken in de hogere atmosfeer waar ze op verschillende manieren regenval boven Azië beïnvloeden. tegen zowel overstromingen als droogtes.

Onderzoekers, die vliegtuigen gebruiken die zijn gebaseerd op de Amerikaanse luchtmachtbasis in Zuid-Korea, zullen door gebieden met de slechtste luchtkwaliteit vliegen - waar de Aziatische moesson plaatsvindt. Wetenschappers geloven dat terwijl de regen naar beneden stroomt, een breed scala aan chemische verontreinigende stoffen door windsystemen in de bovenste atmosfeer worden gezogen en dat hun reacties met elkaar verband houden met klimaatverandering.

Bewijs dat de Zuid-Aziatische moesson verontreinigende stoffen zo hoog als de stratosfeer transporteert, was voor het eerst beschikbaar in 2015 toen een soortgelijk experiment, waarbij onderzoeksvliegtuigen werden gebruikt die op hotspots van vervuiling vlogen, werd uitgevoerd door het in Duitsland gevestigde Max Planck Institute for Chemistry, het Karlsruhe Institute of Technology en het Duitse ruimtevaartcentrum.

De opgetilde lucht bevat verschillende chemicaliën en aerosolen die worden geproduceerd door de industrie, landbouw, voertuigemissies en andere menselijke activiteiten, samen met natuurlijke biologische processen.

"Onderzoek dat tot nu toe is uitgevoerd, toont aan dat de Aziatische zomermoesson verontreinigende gassen en aerosolen van de grenslaag van Azië naar de bovenste atmosfeer tilt. Een deel van deze verontreinigende stoffen wordt hoger in de stratosfeer en horizontaal naar de westelijke Stille Oceaan en West-Afrika getransporteerd in de vorm van wervelingen," vertelt Suvarna Fadnavis, van het Indian Institute of Tropical Meteorology in Pune, aan SciDev.Net.

"Deze vervuilende gassen en aërosolen beïnvloeden de stralingsbalans en de chemische samenstelling van de bovenste troposfeer en de onderste stratosfeer (bovenste atmosfeer)."

Moessons meten

Lockdowns tijdens de COVID-19-pandemie brachten het industrie- en wegverkeer tijdelijk tot stilstand, waardoor de productie van verontreinigende stoffen werd verminderd en de moesson werd beïnvloed, volgens een 2021 Environmental Research Letters studie. Onderzoekers ontdekten dat de regenval toenam in Zuid-Azië, dat de afgelopen decennia te kampen heeft gehad met waterschaarste.

Volgens een rapport van het Intergouvernementeel Panel van de VN over Klimaatverandering (IPCC).

"Wetenschappers zijn geïnteresseerd om te weten of de verontreinigende stoffen aan de oppervlakte de stratosfeer bereiken tijdens de sterke stijging die plaatsvindt tijdens de moesson en dit project kan nuttig zijn", zegt Jayaraman Srinivasan, een vooraanstaand wetenschapper bij het Divecha Center for Climate Change en ereprofessor aan het Indian Institute of Science, Bangalore's Centrum voor Atmosferische en Oceanische Wetenschappen.

Fadnavis zegt dat het ACCLIP-project kan helpen bij het begrijpen van de "verbanden van het onbekende patroon van de Aziatische zomermoesson met chemische veranderingen die plaatsvinden op grotere hoogten boven de Azië-Pacific-regio en de implicaties voor de moessonneerslag, extreme of droogte, ijswolken, temperatuurveranderingen enz."

Jayanarayanan Kuttippurath, klimaatwetenschapper bij het Center for Oceans, Rivers, Atmosphere and Land Sciences, Indian Institute of Technology, Kharagpur, zegt dat windsystemen die verontreinigende stoffen en vocht transporteren een punt van zorg zijn voor Oost-Aziatische en Zuid-Aziatische landen.

"Dit is vooral belangrijk voor regio's zoals de Indo-Gangetische vlakte, waar de luchtvervuiling erg hoog is - de stedelijke regio's zijn al grote hitte-eilanden en extra opwarming zou het leven in de steden ellendiger maken", zegt hij.

Recente studies identificeerden een gebied met een hoge aërosolbelasting nabij de tropopauze - de grens tussen de troposfeer en de stratosfeer - genaamd de Aziatische tropopauze-aerosollaag. Dit dient ook om aërosolen naar de bovenste atmosferische lagen te verplaatsen, waar hoge aërosolconcentraties invloed kunnen hebben op "stralingsforcering" en het aardoppervlak kunnen afkoelen.

Stralingsforcering is een maat voor de verandering in de energiebalans in de atmosfeer die het gevolg is van een 'forceermiddel', zoals broeikasgassen en aerosolen.

Het Asian Summer Monsoon Chemical and Climate Impact Project bestudeert de uitstroom - de wind die wordt gegenereerd door een storm - van de Aziatische moessoncirculatie, die voornamelijk voorkomt in de bovenste troposfeer en stratosfeer, zegt Kenneth Jucks, manager van het Upper Atmosphere Research Program bij NASA .

"Omdat we naar de uitstroom kijken, is het ideaal om aan de kust van Azië te worden ingezet om over de Stille Oceaan te observeren", zei Jucks. "De uitstroom wordt beïnvloed door processen die zich in een groot deel van Azië voordoen, waaronder China, de Himalaya, Noord-India en zelfs Zuidoost-Azië."

Kuttippurath zegt dat betrouwbare metingen van de bovenste troposfeer en de onderste stratosfeer moeilijk te verkrijgen zijn, en voegt eraan toe dat "dit type campagne wetenschappers zeker zou helpen om de chemie en dynamiek van de regio beter te begrijpen." + Verder verkennen

Onderzoeksvliegtuig op grote hoogte verkent de bovenste niveaus van de Aziatische moesson