Составители:
Рубрика:
зависеть не только от концентрации аэрозольного вещества, но и от его местонахождения, физико-
химических, в первую очередь, оптических свойств, времени существования повышенной
концентрации. Влияние местонахождения аэрозольного слоя на радиационный режим обусловлено
разницей между альбедо системы при наличии и отсутствии аэрозолей. Очевидны следующие
случаи: 1) аэрозоли находятся над поверхностью с высоким альбедо (снег, лёд), 2) аэрозоли
находятся над облаками; 3) аэрозольный слой расположен в стратосфере.
Первый случай ведёт к более высокому нагреванию системы «Земля — атмосфера»,
потеплению региона, покрытого снегом или льдом. Оценки этого дополнительного нагрева сделать
относительно просто, если известны концентрационные характеристики и оптические свойства
аэрозолей. Именно существованием этого эффекта объясняется особый интерес исследователей к
комплексному изучению арктических аэрозолей, так называемой арктической дымки. По оценкам
учёных нагрев приземного слоя в Арктике, обусловленный переходом из Европы и Северной
Америки загрязнённых воздушных масс (промышленных аэрозолей), может достигать 1÷2
0
C и более.
Заметим, что этот эффект ещё более усиливается при выпадении аэрозольных частиц на поверхность
льда и снега. Известен проект М.И.Будыко о воздействии на климат Земли с помощью покрытия
поверхности льдов и снежного покрова в высоких широтах сажевыми частицами (1974 г.).
Присутствие сажевых частиц в атмосферных аэрозолях является наиболее сильным фактором
увеличения радиационного нагревания слоёв, в которых находятся эти частицы. Количество
поглощаемой сажевыми частицами солнечной радиации может быть сравнимо с нагреванием
атмосферы при ядерных взрывах. Интенсивность поглощения будет зависеть от концентрации и
дисперсности сажевых частиц, высоты Солнца и высоты нахождения этих частиц в атмосфере.
Американские исследователи предлагали использовать этот эффект для изменения глобальных
перемещений воздушных масс, например изменения направленного движения циклонов, а также для
их разрушения.
Так как сажа очень сильно поглощающее коротковолновую радиацию вещество (других,
аналогично поглощающих радиацию веществ в природе нет), то при большом её количестве в
атмосфере ослабление, в основном поглощение солнечной радиации, может быть так велико, что под
сажевым аэрозольным слоем будет наблюдаться сильное охлаждение воздуха и устойчивая
температурная стратификация — эффект ядерной зимы.
Необходимое для заметного поглощения радиации количество сажи может быть существенно
уменьшено не только в результате очень сильного её диспергирования, но и при наличии её в виде
внешней оболочки на частицах другого вещества — в так называемой «покровной фазе», по
терминологии Г.В.Розенберга. Толщина этой покровной фазы достаточна в 0,02÷0,03 мкм, чтобы
такая частица взаимодействовала с коротковолновым солнечным излучением, как абсолютно чёрное
тело (фактор эффективности поглощения радиации FΠ=1). Такие частицы, вероятно, могут
образоваться при особом режиме горения: в присутствии значительного количества больших и
гигантских аэрозольных частиц (r>0,1 мкм) в зоне конденсации сажевого пара, т.е. очень близко от
точки горения.
Естественно, что воздействие аэрозольных частиц на климат будет также определяться
длительностью их жизни в атмосфере (либо существованием источника их постоянного появления в
данном слое). Наибольшее время жизни в атмосфере имеют большие аэрозольные частицы (0,1 мкм
≤
r
≤
1 мкм), которые в то же время и наиболее эффективно взаимодействуют с солнечной радиацией:
имеют наиболее высокое удельное ослабление радиации K
0
=σ
a
0
(m
a
)км
-1
г
-1
м
-3
(с фактором ослабления
F
0
=2÷5). Именно такие частицы наблюдаются в стратосферном слое Юнге (z=15÷23 км). Кроме того,
их длительному времени жизни способствуют большая высота нахождения (при относительно малой
скорости падения частиц на высотах меньше 30 км), отсутствие процессов вымывания (нет
облачности), практическое отсутствие диффузионного потока частиц из стратосферы в тропосферу
(запирающий слой тропопаузы). Время жизни стратосферных аэрозольных частиц находится в
диапазоне от нескольких месяцев до года (в тропосфере не более 10 дней). Это — одна из причин
длительного воздействия сильных вулканических извержений на оптические характеристики
атмосферы, в частности, на оптическую толщину. Однако экспериментальные исследования
показали, что эффект воздействия вулканических извержений имеет более сложный характер:
наблюдается заметное увеличение оптической толщины стратосферы через длительный промежуток
времени после извержения. Понятно, что это вызвано генерацией и ростом новых аэрозольных
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 171
- 172
- 173
- 174
- 175
- …
- следующая ›
- последняя »
