Ученым давно известно, что загрязняющие вещества из других регионов могут накапливаться в воздухе Арктики, где они изменяют химический состав атмосферы, поглощают солнечный свет и влияют на местные погодные условия. Это приводит к локальному потеплению, которое растапливает лед и снег. В находящейся в воздухе аэрозоли доминируют частицы морской соли, механизмы образования и влияние на арктический климат которых остаются неясными.

Исследующие атмосферу ученые под руководством профессора Цзянь Ванга из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, обнаружили, что источником мелкой пыли являются метели. Именно они создают большое количество мелких частиц, что приводит к увеличению их концентрации и образованию облаков.

"За последние несколько десятилетий ученые поняли, что основным источником аэрозолей в Арктике зимой и весной является "арктическая дымка". Она возникает в результате переноса загрязняющих веществ на большие расстояния, — говорит Сяньда Гонг, первый автор исследования и бывший научный сотрудник лаборатории Вана. — Однако наше исследование показывает, что местная метель, которая производит частицы морской соли, вносит более существенный вклад в общее количество аэрозолей в центральной Арктике".

Команда Ванга проанализировала данные, собранные экспедицией MOSAiC (Многопрофильная дрейфующая обсерватория по изучению арктического климата). В ее рамках пришлось буквально вморозить ледокол в паковый лед центральной Арктики, чтобы судно смогло в течение целого года дрейфовать вместе с ледяным массивом.

"Экспедиция MOSAiC позволила нам наблюдать за аэрозолями и облаками в течение года и привела к этому открытию, — говорит Ванг. — Частицы морской соли в арктической атмосфере не вызывают удивления, поскольку океанские волны, разбиваясь, создают взвесь. Но мы ожидали, что они будут довольно большими и не очень многочисленными. Оказалось, что когда в условиях сильного ветра начиналась метель, частицы морской соли были намного меньше и в более высокой концентрации, чем прогнозировалось".

В центральной Арктике самые холодные зимние ночи являются самыми ясными. Тогда тепло Земли может беспрепятственно уходить в космос. Однако под уютным покровом облаков задерживается длинноволновое излучение, которое способствует потеплению. Из-за этого любой процесс, который приводит к увеличению образования облаков и продолжительной облачности, также повышает температуру поверхности. Маленькие аэрозольные частицы, в том числе морской соли, которые обнаружила команда Ванга, сильно способствуют этому явлению.

"Они могут действовать как ядра конденсации облаков, приводя к их образованию, — поясняет Гонг. — Учитывая отсутствие солнечного света в Арктике зимой и весной, эти облака обладают способностью улавливать поверхностное длинноволновое излучение, тем самым значительно нагревая поверхность Арктики".

Хотя ученые раньше не наблюдали этого явления, мелкие аэрозоли морской соли от метели всегда были частью арктической климатической системы. Благодаря этому наблюдательному подтверждению и систематическому исследованию, которое показало, что частицы морской соли, образующиеся в результате метели, составляют около 30% от общего количества аэрозольных частиц, климатические модели могут быть обновлены, чтобы включить в них воздействие этих мелких частиц.

По словам Ванга, модели, которые не учитывают мелкие аэрозоли морской соли от метелей, недооценивают влияние этого фактора на климат Арктики. Погодные явления происходят независимо от человека и их тоже необходимо учитывать, чтобы лучше прогнозировать дальнейшие изменения.

Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.