Ученые выяснили, как вулканы создают лед в небе

Ученые впервые показали, как из вулканического пепла формируются ледяные облака в верхних слоях атмосферы. Это открытие помогает понять, как извержения влияют на климат Земли.
Алексей Петров
Автор Наука Mail
Вулкан
Вулканический пепел может служить ядром для образования льда в атмосфереИсточник: Recraft

Когда вулкан извергается, он выбрасывает не только лаву и пепел, но и газовые аэрозоли, включая диоксид серы. Эти частицы могут достигать стратосферы, где обычно формируются перистые облака — легкие, почти прозрачные, но крайне важные для климата.

Как сообщает команда из Ливерморской национальной лаборатории (США), частицы вулканического пепла становятся основой для образования льда в таких облаках. Вода, находясь в переохлажденном состоянии, собирается на пепле — и замерзает, формируя кристаллы. Исследование опубликовано в журнале Science Advances. 

Схема
Как вулканический пепел влияет на формирование перистых облаков. Справа — обычные перистые облака: лед образуется однородно, кристаллы мелкие и многочисленные. Слева — облака, затронутые пеплом: вода замерзает на частицах пепла (неоднородное обледенение), образуя меньше, но крупнее кристаллы льда. Этот процесс влияет на отражательные свойства облаков и, следовательно, на климатИсточник: science.org

На протяжении 10 лет ученые изучали данные с двух спутников NASA — CloudSat и CALIPSO, которые наблюдают за процессами формирования облаков и распространением аэрозолей в атмосфере.

После трех крупных извержений исследователи заметили устойчивую картину: в зонах, где в атмосферу попал пепел, перистые облака появлялись чаще, они содержали меньше кристаллов льда, но кристаллы были крупнее. В случае пепельных извержений облака заметно отличались от обычных, в то время как при «чистых» извержениях таких изменений не наблюдалось.

Небо
Исследование опровергло прежние представления об облаках и вулканахИсточник: Unsplash

Облака регулируют климат, отражая солнечный свет и влияя на теплообмен между Землей и космосом. Перистые облака особенно важны, потому что они формируются на высотах, где перемешивание воздуха ограничено. Из-за этого они дольше сохраняются в атмосфере, усиливая или ослабляя парниковый эффект — в зависимости от своих свойств. Любые изменения в их составе и структуре могут существенно влиять на долгосрочные климатические процессы.

Понимание того, как именно извержения влияют на такие облака, позволяет точнее моделировать последствия вулканической активности — например, кратковременное охлаждение климата. И чем лучше мы понимаем этот механизм, тем точнее станут глобальные климатические прогнозы.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, что физики раскрыли тайну зарождения льда.