Рукотворный "вулкан" загрязняет стратосферу аэрозолями

В 1970-х годах человеческая деятельность привела к загрязнению нижних слоев атмосферы таким количеством сажи и пепла, что исследователи климата назвали данный эффект "человеческим вулканом". Похоже, теперь дело дошло и до верхних слоев атмосферы. Новое исследование связывает сгущение аэрозольной дымки в стратосфере с массовым сжиганием угля в мире. Главным виновником, по всей видимости, является Китай.

До сих пор, ученые не предполагали, что какие-либо другие источники, кроме вулканических извержений, способны приводить к загрязнению стратосферы. Хотя дымовые трубы и выбрасывают серу, вызывая тем самым образование кислотных дождей и ухудшение здоровья людей, но никакая даже самая высокая труба не может привести к непосредственному попаданию загрязнений в стратосферу. Или это возможно?

В журнале Geophysical Research Letters опубликована статья исследователя атмосферы Дэвида Хофмана (David Hofmann) и его коллег из Университета Колорадо в Боулдере (University of Colorado, Boulder), в которой сообщается об антропогенной природе роста концентрации стратосферной дымки. С 1994 года ученые Национального управления океанических и атмосферных исследований (National Oceanic and Atmospheric Administration) использовали лидар, чтобы исследовать стратосферную дымку в небе над Мауна-Лоа на Гавайях и с 2000 года - над Боулдером. Подобно погодному радару, который использует микроволновой диапазон для измерения осадков, направленный вверх лидар регистрирует отраженные электромагнитные волны от микроскопических частиц аэрозольного тумана в стратосфере.

Данные лидаров в Мауна-Лоа и Боулдере показывают долгосрочную тенденцию увеличения плотности стратосферной дымки на 4-7% ежегодно (синяя линия на графике) с момента начала наблюдений в 2001 году. И вулканы в этом не виноваты, утверждает Хофман, так как загрязнение в виде газа и пепла в результате последнего крупного извержения, а это был вулкан Пинатубо в 1991 году, уже давно покинуло стратосферу.

По словам Хофмана, сейчас главным источником загрязнения стратосферы является деятельность человека. Сера и сажа, выбрасываемые промышленностью и теплоэлектростанциями, распространяются в нижних слоях атмосферы. В стратосферу же проникает менее 1% от всего количества выбросов, которые затем попадают в зону действия тропических штормов и поднимаются в стратосферу под действием сильных восходящих воздушных потоков. Согласно расчетам исследователей, с 2002 по 2007 гг. ежегодно эмиссия серы увеличивалась на 5,2%, главным образом из-за Китая с его бурно развивающейся угольной энергетикой. Этим и объясняется наблюдаемое увеличение концентрации в стратосфере аэрозольной дымки.

Однако, эксперты по стратосферной циркуляции высказывают мнение об иной природе роста плотности аэрозольного тумана. Причиной этого может быть не увеличение выбросов в нижние слои атмосферы, а ускорение и увеличение числа восходящих потоков, увлекающих серу и другие аэрозоли в стратосферу в больших количествах, чем прежде. Виной этому последствия глобального потепления.

Хофман не драматизирует роль человека в загрязнении стратосферы. Доля промышленных выбросов очень мала в сравнении с влиянием вулканов: даже если Китай, как ожидается, беспрецедентно увеличит к 2022 году количество сжигаемого угля, все равно вызванное этим двухкратное повышение концентрации стратосферной дымки будет соответствовать только 5% от воздействия извержения, подобного произошедшему с Пинатубо. Охлаждение атмосферы и повреждение озонового слоя аэрозолями из-за деятельности человека минимально. Другое дело, загрязнение нижних слоев атмосферы продуктами горения каменного угля, которые вызывают кислотные дожди и ухудшение здоровья населения.

Блог "Просто о науке", http://prostonauka.com по материалам sciencemag.org.