Ученые впервые получили полевые доказательства мощного процесса образования частиц в зоне, где тающий арктический лед встречается с открытым океаном. В этом «пограничном» районе, богатом морской жизнью, под действием солнечного света образуется смесь летучих веществ, которые, попадая в атмосферу, создают новые частицы — ядра конденсации, на которых затем могут формироваться облачные капли.
Наблюдения показали, что у кромки льда число таких частиц за один день может вырасти в 50 раз. Во время одного из наблюдений их концентрация поднялась примерно с 50 до 1500 частиц в кубическом сантиметре воздуха. В основе процесса лежит выброс в атмосферу соединений йода, серы и органики. Эти вещества, преобразуясь под действием солнечного света, запускают «рождение» новых аэрозольных частиц. Чем больше площадь кромки льда — тем активнее может идти этот процесс.
«Наши результаты дают первые реальные подтверждения механизма атмосферной химии с участием оксокислот йода и серной кислоты, — отмечает соавтор работы, доцент кафедры атмосферных наук Университета Бирмингема Джеймс Брин. — До сих пор этот механизм удавалось воспроизвести только в лабораторных экспериментах в камере CLOUD в CERN».
Специалисты также обнаружили ранее неизвестный класс молекул — органических соединений, содержащих йод и кислород (I‑OOMs). Эти вещества, как показали измерения, помогают самым маленьким частицам «нарастить массу» до размеров, при которых они уже способны влиять на образование облаков. «Мы полагаем, что такие молекулы наблюдаются впервые, и это указывает на важные новые пути йодной химии в атмосфере», — добавляет Брин.
Измерения проводились с борта исследовательского судна Royal Research Ship Discovery у берегов Гренландии и в районе пролива Дейвиса весной и летом 2022 года. Признаки формирования новых частиц фиксировались более чем в 80% ясных дней, что говорит о распространенности явления.
Руководитель исследования, профессор атмосферной биогеохимии Университета Бирмингема Цзунбо Ши подчеркивает, что облака играют ключевую роль в тепловом балансе региона: большее количество или определенная структура облачности в теплый сезон может одновременно ускорять таяние льда и охлаждать открытый океан. Арктика уже прогревается более чем в три раза быстрее средних значений по планете, и пока климатические модели не учитывают обнаруженный учеными процесс. Сейчас специалисты работают над его включением в модели, чтобы точнее оценить, как меняющийся ледовый покров сам влияет на климат Арктики и планеты в целом.
Ранее ученые нашли способ безопасных взлетов и посадок вертолетов в Арктике и Антарктике.