Gaisa piesārņojuma ietekme uz klimata pārmaiņām

Kopš rūpnieciskās revolūcijas cilvēka darbībai ir bijusi arvien lielāka ietekme uz klimatu, īpaši degvielas sadegšanas procesā, rūpnieciskās emisijas un transporta emisijas. Atmosfēras piesārņotāji, piemēram, siltumnīcefekta gāzes un aerosola daļiņas atmosfēras sastāvā, un šiem diviem ir atšķirīga ietekme uz klimatu.

Pirmkārt, apsveriet siltumnīcefekta gāzu ietekmi uz klimata pārmaiņām. Rūpniecības laikmetā cilvēka -izraisītās siltumnīcefekta gāzu emisijas izraisīja ievērojamu oglekļa dioksīda, metāna un slāpekļa oksīda koncentrācijas pieaugumu atmosfērā. Nepārtrauktais siltumnīcefekta gāzu līmeņa pieaugums izjauca enerģijas līdzsvaru starp absorbciju atmosfērā un emisijām. Šī nelīdzsvarotība izraisīja pozitīvas enerģijas ievadi troposfēras augšējā slānī (pazīstama kā pozitīva starojuma piespiešana), kā rezultātā Zemes virsma radīja sasilšanas efektu.

Otrkārt, ņemot vērā atmosfēras piesārņotāju, piemēram, aerosolu, ietekmi uz klimata pārmaiņām, cilvēka darbība atmosfērā izdala lielu daudzumu sīko daļiņu. Šīs daļiņas ietekmē saules starojuma atstarošanu un absorbciju. Lielākā daļa smalko daļiņu, piemēram, sulfāti un nitrāti, atstaro saules gaismu, atdzesējot atmosfēru. Tomēr dažas daļiņas, piemēram, melnais ogleklis, absorbē saules gaismu, sasildot atmosfēru un daļēji kompensējot iepriekšējās grupas dzesēšanas efektu.

Kopumā aerosola daļiņām ir dzesēšanas efekts.

Papildus tam, ka gaisa piesārņojums ietekmē klimata pārmaiņas, tam ir sinerģiska saistība ar klimatu.

No vienas puses, gaisa piesārņojums var mainīt klimata attīstības līdzsvaru. No otras puses, ietekmētais klimats zināmā mērā ietekmē arī gaisa piesārņotāju difūzijas efektu.

Šeit mēs izskaidrojam sinerģiju, izmantojot mākoņu lietus piemēru.

Parasti ūdens tvaiki atdziest atmosfēras augšējos slāņos, veidojot mākoņus. Pārmērīgs ūdens tvaiks bieži vien neveido mākoņu daļiņas spontāni, bet kondensējas uz aerosola daļiņām, kas darbojas kā mākoņu kondensācijas kodoli CCN vai ledus kodoli IN.

Tomēr piesārņojuma emisijas palielina smalko daļiņu (PM2,5) aerosolu koncentrāciju. Šie aerosoli darbojas kā mākoņu kondensācijas kodoli, izraisot augstāku pilienu koncentrāciju piesārņotajos reģionos. Ja mitruma saturs mākoņos nemainās, neskatoties uz palielinātu aerosola veidošanos, mākoņa ūdens saturs proporcionāli nepalielināsies ar to augšanu. Līdz ar to vidējais pilienu izmērs samazinās zem nepieciešamā nokrišņu sliekšņa. Šis nokrišņu efektivitātes samazinājums vājina lietus spēju nomazgāt daļiņu piesārņotājus, tādējādi samazinot piesārņojošo vielu reģionālo izkliedi. Tikmēr PM2.5 uzkrāšanās pagarina mākoņu kalpošanas laiku, izraisot biežāku mākoņu veidošanos. Šis uzlabotais saules starojuma atstarojums pastiprina atmosfēras dzesēšanas efektu, galu galā radot ķēdes reakciju, kas ietekmē klimata modeļus.