Оказывается, наши привычные облака, парящие по небу, могут помочь человеку в уменьшении парникового эффекта и процессов глобального потепления.
Европейский центр ядерных исследований (ЦЕРН) при активном участии ученых из российского Физического института им. Лебедева (ФИАН) объявил об итогах первого этапа работы по изучению облаков. Как они образуются в земной атмосфере? Какая взаимосвязь между облаками и космосом? Какова их роль в устранении парникового эффекта? На эти важные вопросы и пытаются ответить ученые. Уже получены данные о важном влиянии на скорость образования облаков таких факторов, как ионизация атмосферы и содержание различных молекул.
Основным источником ионов в атмосфере являются космические лучи — потоки высокоэнергетичных заряженных частиц в земной атмосфере.
Именно ионы оказывают заметное влияние на многие атмосферные процессы, включая образование облачности.
Как многие помнят со школы, облака делятся на перистые, кучевые, слоистые и дождевые, то есть непосредственно изливающие дождь. А также имеются переходные стадии: перисто-кучевые, перистослоистые и слоисто-кучевые.
Как рассказал «ВМ» ученый секретарь Российского союза астрономов Олег Малков, процесс образования облаков известен: — Влажный воздух поднимается вверх. Водяной пар, охлаждаясь, растекается и образует рыхлую массу, в толще которой сгущаются крошечные капельки воды. В самых высоких облаках есть кристаллики льда.
По словам ученого, изучение облаков помогает предсказывать погоду. Но, оказывается, это не все ценные свойства природных парообразований. Совместные исследования ЦЕРН и ФИАН позволили сделать крайне важный вывод: некоторые органические вещества, попадающие в облака, способны поглощать тепловое излучение Земли и охлаждать атмосферу.
— Речь идет о диметиламине, охлаждающий эффект которого в тысячу раз сильнее, чем от аммиака, — пояснил главный научный сотрудник ФИАН, профессор Юрий Стожков.
Диметиламин, который образуется при разложении органических веществ как при природных, так и при антропогенных процессах, является виновником формирования капель серной кислоты.
В свою очередь кислота образуется при взаимодействии водяных паров и оксида серы.
А дальше происходит самое интересное. Мелкие частицы серной кислоты в виде аэрозолей (напомним, что речь идет об облаках) поглощают тепловое излучение, охлаждая атмосферу в целом.
Оксид серы, вступающий в реакцию с диметиламином, — не что иное, как результат человеческой деятельности: он попадает в атмосферу в результате сжигания угля и нефти (естественным путем — в результате вулканических извержений). Как раз тех процессов, которые ставят в вину цивилизации. Считается, что оксид серы оказывает разрушающее влияние на экологию.
А после недавних научных открытий можно сделать поистине революционный вывод: результат деятельности человека может пойти на благо населения Земли.
В ФИАНе подчеркнули, что полученные опытным путем результаты позволят более точно моделировать процессы глобального потепления.
Аммиак и диметиламин планируется массово использовать для промышленного поглощения углекислого газа в рамках борьбы с антропогенным парниковым эффектом. Знания о том, как эти вещества сами по себе влияют на атмосферу, необходимы для оценки рисков проекта.
Кроме того, пары серной кислоты и аммиака служат центрами конденсации молекул воды, влияя на скорость нуклеации (очень упрощенно: разнообразные фазовые переходы от парообразного до твердого состояния). Это еще один важный результат исследований ЦЕРНа и ФИАНа.
— Сегодня сам физический механизм нуклеации в атмосфере окончательно не ясен, несмотря на то, что она является одной из главных причин, определяющих процесс образования облачности и, в конечном итоге, климата на Земле, — отметил заведующий лабораторией физики Солнца и космических лучей ФИАНа Владимир Махмутов.
Решение вопросов, поставленных перед экспериментаторами в совместном проекте, позволит не просто понять физические причины изменения земного климата, но и, при самых смелых фантазиях, научиться этими изменениями управлять на благо человечества.
