Атмосферный аэрозоль оказывает как прямое, так и косвенное воздействие на климат. Аэрозольные частицы рассеивают и поглощают солнечное и тепловое излучение п, следовательно, оказывают непосредственное влияние на радиационный режим атмосферы.[ ...]
С точки зрения моделирования прямое влияние аэрозоля па радиационный баланс климатической системы может быть аккуратно рассчитано, по крайней мере в прнйцнпе, если известны его показатель преломления, концентрация и распределение по размерам. Основная сложность при изучении возможных климатических последствий аэрозоля заключается в том, что его источники и стоки чрезвычайно разнообразны, а время жизни в тропосфере невелико (около 10 дней). Поэтому оптические и, следовательно, радиационные характеристики аэрозоля обладают экстремальной изменчивостью в пространстве и времени, а их возможные изменения в будущем трудно предсказать с достаточной определенностью. Такой прогноз особенно трудно сделать с учетом многочисленных и сложных обратных связей.[ ...]
В настоящее время точное моделирование косвенного климатического эффекта аэрозоля представляется весьма проблематичным из-за того, что его описание включает комплекс физических процессов п химических реакций, в нашем понимании которых не существует полной ясности. О важности косвенного воздействия аэрозоля на климат можно судить по тому факту, что в определенном смысле облака можно рассматривать как продукт этого воздействия, поскольку есть основания полагать, что конденсация облачных капель не могла бы происходить в атмосфере, из которой полностью удалены аэрозольные частицы [17].[ ...]
Под косвенным воздействием аэрозоля на облака понимается также эффект, связанный с влиянием возрастания числа ядер конденсации в индустриальных и загрязненных регионах на микрофизику п оптические свойства облаков. Количественные оценки влияния этого эффекта на радиационные свойства облаков можно получить, если известны оптические параметры (объемный коэффициент ослабления, альбедо однократного рассеяния и индикатриса рассеяния) частиц, состоящих из смеси веществ с различными показателями преломления.[ ...]
Аэрозольные частицы, находящиеся в водяных каплях как ядра конденсации, могут изменить концентрацию и спектр размеров, а также внести дополнительное поглощение водяными каплями в некоторых участках спектра. Увеличение числа ядер конденсации обычно приводит к увеличению концентрации водяных капель, которые становятся более мелкими [31, 46]. Индикатриса рассеяния становится менее вытянутой вперед, а при фиксированном содержании жидкой воды вертикальная оптическая толщина возрастает (см. формулу (5.4)), что обусловливает возрастание альбедо облаков. В тех спектральных интервалах, где аэрозоль интенсивно поглощает, его присутствие в облачных каплях уменьшает альбедо однократного рассеяния и величина этого уменьшения сильно зависит от показателя преломления (химического состава) ядер конденсации, поэтому поглощение облаками возрастает и альбедо уменьшается. Таким образом, знак и величниа изменения альбедо облаков под воздействием аэрозольных ядер конденсации будут зависеть от того, какой из этих эффектов является доминирующим: уменьшение размеров капель или поглощение.[ ...]
Совершенно иная картина наблюдается в тех спектральных интервалах, где облачные частицы сами интенсивно поглощают и альбедо однократного рассеяния мало ( 0,5 - 0,7). Поскольку при каждом акте рассеяния значительная часть радиации поглощается, то альбедо облаков будет формироваться в основном за счет нескольких первых кратностей рассеяния и, следовательно, будет очень чувствительно к изменениям индикатрисы рассеяния. Наличие же ядра конденсации уже не способно сильно изменить альбедо однократного рассеяния. По этой причине на длине волны 3,75 мкм доминирует индикатрисный эффект аэрозоля и спектральное альбедо облаков увеличивается примерно в 2 раза (табл. 5.2). Для некоторых длин воли эффект, обусловленный поглощением дымовым аэрозолем, может точно компенсировать эффект, связанный с уменьшением размера облачных капель, и альбедо не изменится.[ ...]
В заключение отметим, что в настоящее время уровень эмиссии аэрозоля от индустриальных источников и сжигания биомассы таков, что аэрозольное выхолаживание как за счет непосредственного отражения солнечной радиации в космическое пространство, так и за счет изменения оптических свойств облаков потенциально может компенсировать потепление, вызванное увеличением содержания углекислого газа [23, 29, 35, 47, 50].[ ...]
Вернуться к оглавлению