HaberlerTeknoloji & Bilim

Yeni aerosol saha verileriyle iklim modellerinin revize edilmesi

5 Mins read
Yeni aerosol saha verileriyle iklim modellerinin revize edilmesi

Enstrümantasyon girişleri ve Woodland Park, Colorado yakınlarındaki Manitou Deneysel Orman Gözlemevi’ndeki kulenin tepesinden manzara Kredi: Delphine Çiftçi, CSU

Batı’da yanan birçok orman yangından kaynaklanan duman, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki milyonlarca insan için hava kalitesini tehlikeli hale getirdi. Ve o havadaki aerosol partiküllerinin en küçüğü onu insan sağlığına özellikle zararlı kılar. Ancak onlarca yıldır, bu parçacıkların gerçekte ne kadar havada kaldığını bilmiyoruz.

Colorado Eyalet Üniversitesi bilim adamları tarafından yapılan yeni araştırma, bize bu süreci çok daha iyi anlamamızı sağlıyor ve bu da yalnızca hava kalitesi tahmin, ama aynı zamanda küresel iklim modellemede.

İster orman yangını dumanından ister araba egzozundan olsun, aerosol parçacıkları atmosfer tarafından ne kadar ısının emildiği veya saptırıldığı konusunda büyük rol oynar. Ancak, bunların ne kadar hızlı olduğunu tam olarak anlamadık küçük partiküller özellikle nem olmadığında havadan çekildi. Bu, zaten karmaşık olan iklim modellerine önemli bir belirsizlik ekledi.

CSU Doğa Bilimleri Koleji Kimya Bölümü’nde doçent olan Delphine Farmer, daha iyisini yapmanın zamanının geldiğini biliyordu.

Farmer ve meslektaşları yakın zamanda gerçek dünya ortamlarında – ormanlardan otlaklara – bu önemli parçacıkların atmosferi gerçekten terk etme oranını tespit edebildiklerini açıkladılar. Bulguları ilk olarak 5 Ekim haftasında, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı.

Farmer, “Bu çalışma gerçekten saha ölçümlerinin önemini ve gücünü vurguluyor,” dedi. “İklim modellerindeki belirsizlikleri daraltmak ve iklimle ilgili süreçler hakkındaki anlayışımızı geliştirmek için doğrudan saha çalışmalarından gözlemleri kullanabiliriz.”

Belirsizliği sıfırlamak

Aerosol parçacıkları iki ana yolla havadan düşer. Bunlardan ilki ve en yaygın olanı, ister bulut oluşumu, kar veya yağmur yoluyla nem onları havadan kopardığında “ıslak” birikim olarak bilinir. Bilim adamları, bu kuvvetin yaklaşık% 80’ini oluşturan oldukça iyi bir şekilde idare ettiler. aerosol atmosferdeki etki.

Ancak diğer kuvvet olan “kuru” biriktirme, küresel olarak önemsiz olmayan bir rol oynasa da çok daha gizemli olmuştur. Aerosoller çok küçük olduğundan (nanometre ve mikron cinsinden ölçülür), yerçekimine bağlı olarak sadece yuvarlanmıyorlar. Uzun süre hava akımlarında dolaşabilirler. Ne kadar zamandır soru soruluyordu.

Farmer, “Bir partikül atmosfere salındığında, havada asılı kaldığı süre bu temizleme işlemlerine bağlıdır” dedi. Bu çok önemli, çünkü “bir parçacık atmosferde ne kadar uzun süre takılırsa, daha uzağa seyahat etme, bulut yapma veya insan sağlığını etkileme fırsatı o kadar fazla olur. Bu nedenle, parçacık konsantrasyonlarını tahmin etmek için uzaklaştırma sürecini doğru yapmak önemlidir— ve etkileri. “

1970’ler ve 80’lerdeki teorik hesaplamaların ilk sonuçları ve 2000 civarında pürüzsüz yüzeyler üzerinde tamamlanan daha kaba ölçümler, onlarca yıldır iklim modellerine aktarılmıştır.

Atmosferik kimyayı yüksek çözünürlüklü aletlerle takip ederek bir araştırma kariyeri yapmış olan Çiftçi, iyileştirme fırsatı gördüğü yer burasıdır.

İyileştirilmiş iklim modelleri ve insan sağlığı

Farmer ve meslektaşları, toprağın – ve hatta okyanusun – yüzeyinin tamamen pürüzsüz olmadığını biliyordu. Bu yüzden gerçek dünyada bu parçacıklara gerçekte ne olduğunu görmek istediler.

Özellikle, bu aerosollerin yolculuklarını yönlendiren yerçekiminin ötesindeki kuvvetlere baktılar. Farmer, “Küçük, iklim ve sağlıkla ilgili parçacıklar için, atmosferdeki türbülans parçacıkları yüzeylere indiriyor ve bu parçacıkların sıkışmasına izin veriyor” dedi.

Ve bu nedenle, bu küçük parçacıkların bir yüzeye giden düz bir yolu yoktur – özellikle orman gibi karmaşık bir yüzey ortamında. Farmer bunu, kendi eldivenini çalıştıran her mikroskobik aerosol parçacığı olarak açıkladı, “Amerikan Ninja Savaşçısı gibi, parçacığın atmosferde kalmak için farklı engellere çarpmaktan kaçınması gerekiyor. Ve her eldiven, farklı boyutlarda parçacıklar için özellikle zorlu. “

Araştırmacılar, bu çeşitli büyüklükteki parçacıkların bu engel kursunda nasıl ilerlediğini görmek için, parçacıkları saymak için bir lazer kullanan ultra yüksek hassasiyetli bir aerosol spektrometresi kullandılar. Colorado’daki Manitou Deneysel Ormanı’ndaki bir çam ormanında ve Oklahoma’daki Güney Büyük Ovalar’daki otlaklarda, sonunda yere indiklerinde bu parçacıklarla ilgili gerçek dünya verilerini yakalamak için ölçüm istasyonları kurdular.

Farmer, “Farklı parçacıkların bu eldivenleri ne kadar hızlı çalıştırdığını ölçtük,” diye açıkladı. “Sonra, eldivenlerin hangi kısmının farklı parçacıkları yavaşlattığını bulmak için bu ölçümleri kullandık.”

Bu önemli parçacıklar için, önceki modellemede önerilenden çok daha dar bir yaşam aralığı buldular. Aslında, eski tahminler çok daha hızlı bir şekilde kaldırılacağına güveniyordu. küçük parçacıklar (100 mikrondan küçük olanlar) ve daha büyük parçacıkların (400 mikrondan büyük olanlar) daha yavaş uzaklaştırılması.

Farmer, “Bu, modellerde aerosol dolaylı etkisini hafife aldığımız anlamına geliyor” dedi. “İyi haber şu ki, belirsizliği abartıyoruz – artık parçacık kaybı oranlarını daha iyi biliyoruz.”

Yeni bulgular, ormanlardan otlaklara, tarım alanlarından çalkantılı denizlere kadar her türlü engebeli yüzeye uygulanabilir.

Karada daha fazla aerosol etkisi

Bulgularını küresel olarak aerosol etki modellerine entegre ederken, Farmer ve ortak yazarları, Kuzey Amerika, Avrupa, Asya, Güney Amerika, Avustralya ve Sahra altı bölgeleri de dahil olmak üzere belirli kara alanlarında daha önce varsayılandan daha fazla aerosol etkisi olacağını tahmin ediyorlar. Afrika — ve okyanuslar üzerindeki aerosol etkisinin azalması.

Farmer, “Parçacıkların bir yüzeye yerleşme yarışının, ışınım etkilerini tahmin etmek için oldukça önemli olduğu ortaya çıktı” ve gelecekteki iklimin nasıl görünebileceğini söyledi.

Yeni verileri ayrıca, havadaki insan sağlığına en zararlı aerosol miktarını, örneğin en yaygın olarak tehlikeli olan 2,5 nanometreden (PM2,5 olarak da bilinir) küçük olanları küçümsediğimizi gösteriyor. orman yangını dumanının bir parçası.

“Revize edilmiş [number] Çiftçi ve çalışma arkadaşları yeni makalelerinde yüzey PM2.5 konsantrasyonlarını küresel olarak% 11 ve karada% 6,5 artırıyor, “Bunu bilmek önemli çünkü” PM2.5’e maruz kalma solunum ve kardiyovasküler hastalıklarla bağlantılı. “

Çalışmanın ortak yazarları arasında Walter Scott, Jr. Mühendislik Koleji Atmosfer Bilimleri Bölümü’nde doçent olan Jeffery Pierce ve orada doktora sonrası araştırmacı olan Kelsey Bilsback; Kimya Bölümü Ethan Emerson, Anna Hodshire ve Holly DeBolt’taki doktora araştırmacılarının yanı sıra; ve Boulder’daki Handix Scientific şirketinden Gavin McMeeking.

Bu önemli çalışma aynı zamanda saha ölçüm teknolojilerinin ne kadar gelişmiş ve etkili olduğunu da göstermektedir.

Farmer, “Bana göre, bu çalışmanın en heyecan verici yönü, bir orman ve çayırlık arazi üzerinde gerçek dünya ölçümleri alabilmemiz ve bunları doğrudan iklim sistemi anlayışımızı geliştirmek için kullanabilmemizdir” dedi.


Küçük parçacıklar, tropik bölgelerde daha parlak bulutlara yol açar


Daha fazla bilgi:
Ethan W. Emerson ve diğerleri, Kuru parçacık çökelmesini ve bunun ışınım etkisi tahminlerindeki rolünü gözden geçirme, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı (2020). DOI: 10.1073 / pnas.2014761117

Tarafından sunulan
Colorado Eyalet Üniversitesi


Alıntı: Yeni aerosol saha verileriyle (2020, 6 Ekim) iklim modellerinin revize edilmesi, 6 Ekim 2020 tarihinde https://phys.org/news/2020-10-climate-aerosol-field.html adresinden erişildi.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacına yönelik herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin olmaksızın hiçbir bölümü çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.

Benzer Haberler
Haberler

CHP'nin 2021 asgari ücreti: 3 bin 100 lira

1 Mins read
Milyonlarca işçinin merakla beklediği 2021 yılı asgari ücret miktarı, Aile ve Çalışma Bakanı Zehra Zümrüt Selçuk tarafından açıklandı. Buna göre asgari…
Haberler

‘Genelge beni bağlamaz’ dedi 24 kez ceza yedi

1 Mins read
Zonguldak’ta tantunici Erkan Cinbir, iş yerine müşteri alınca polisle tartıştı. Dükkanına gelen polislere “Genelge beni bağlamaz” diyen Cinbir, “corona virüsü yok” diye…
HaberlerTeknoloji & Bilim

Gökbilimciler 591 yüksek hızlı yıldız keşfetti

1 Mins read
2005 yılında ilk yüksek hızlı yıldız keşfedildikten sonra, 15 yıl içinde 550’den fazla yıldız birden çok teleskopla keşfedildi. Çin Bilimler Akademisi Ulusal…
Power your team with InHype

Add some text to explain benefits of subscripton on your services.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir