Aerosólové častice v atmosfére nie sú len pasívnymi znečisťovateľmi. Vedci už dlho predpokladali, že práve tieto drobné častice môžu hrať kľúčovú úlohu pri formovaní a raste oblačných kvapôčok. Tento proces priamo ovplyvňuje kondenzáciu a uvoľňovanie latentného tepla, čo sú hlavné motory tropických búrok.

Teória takzvanej kondenzačnej aerosólovej konvektívnej invigoračne pracuje s myšlienkou, že mraky potrebujú extrémne vysoké presýtenie vodnou parou. Keď sú podmienky splnené, dodatočné aerosóly dokážu vytvoriť nové kvapôčky. Následná zvýšená kondenzácia uvoľní energiu, ktorá dokáže urýchliť prúdenie vzduchu vo vnútri búrky.

Výskumníci sa dlho domnievali, že ide len o teoretický model, pretože zverejnené vedecké dáta z minulých leteckých meraní podobné hladiny nasýtenia nezaznamenali. Ukazuje sa však, že chyba bola v lokalite a spôsobe merania. Predošlé štúdie sa zameriavali na znečistené alebo plytké oblaky, ktoré skrátka nemajú potenciál na takýto intenzívny vývoj. Na tému upozornil portál Science Daily.

Prečo sa na jav prišlo až teraz?

Zlom v chápaní priniesla kampaň NASA s názvom Cloud, Aerosol and Monsoon Processes Philippines Experiment. Vedci počas nej skúmali tropické búrky nad Filipínami a priľahlými oceánmi. Zistili, že v hlbokých konvektívnych oblakoch sa nachádzajú úplne iné fyzikálne podmienky, než aké sme doteraz pozorovali v laboratórnych či menej komplexných simuláciách.

S rastúcou výškou v búrkovom mraku sa podmienky menia. Kým pri hladine mora je atmosféra pomerne stabilná, vo vyšších hladinách dochádza k zrážaniu kvapôčok a zrýchleniu vzostupných prúdov. Práve to znižuje celkovú plochu kvapôčok, čo umožňuje vodnej pare dosiahnuť extrémne hodnoty presýtenia. Pri teplote okolo −5 °C dosahovalo nasýtenie až 10 %.

Dáta potvrdzuje aj paralelný výskum nad pobrežím Texasu a Louisiany. Tamojšie merania nezávisle identifikovali supersaturáciu na úrovni až 11 % v hlbokých konvektívnych prúdoch. Ide o vzácny, ale reálny jav, ktorý mení pohľad na to, ako sa búrky „kŕmia“ energiou z okolitého prostredia.

Aerosóly ako katalyzátor energie

Tieto zistenia neznamenajú, že za každú silnú búrku môžu aerosóly. Znamenajú však, že podmienky na „nakopnutie“ búrky sú v atmosfére reálne prítomné. Ak sa do takého prostredia dostane dostatok jemných častíc, búrka získa viac materiálu na tvorbu kvapôčok, čo následne zvýši množstvo uvoľneného tepla a posilní jej celkovú intenzitu.

Daniel Rosenfeld z Hebrew University of Jerusalem podotýka, že kľúčom je výber správneho objektu na pozorovanie. Tímy, ktoré predtým tento mechanizmus nevideli, skúmali nevhodné, znečistené mraky. Ak chceme pochopiť skutočnú dynamiku atmosféry, musíme sa podľa neho zamerať na hlboké a čisté oblaky nad oceánmi.

Štúdium tohto javu je dôležité nielen pre meteorológiu, ale aj pre klimatické modely. Ak pochopíme, ako aerosóly menia frekvenciu bleskov alebo množstvo zrážok, dokážeme presnejšie predpovedať, ako sa bude vyvíjať klíma v ére meniaceho sa znečistenia ovzdušia.

Budúcnosť výskumu a súvislosti

Vedci teraz plánujú cielené letecké kampane, ktoré majú tento mechanizmus potvrdiť priamym porovnaním čistých a znečistených búrkových systémov. Výzvou ostáva precízne rozlíšenie medzi kvapalnou fázou a ľadovými kryštálmi, ktoré komplikujú presné výpočty nasýtenia v chladnejších vrstvách atmosféry.

Téma búrok a ich správania je v technologickej sfére stále viac diskutovaná. Či už ide o záhadné objekty v našej slnečnej sústave, alebo o prelomy v energetike, základom je vždy presné meranie a pochopenie fyzikálnych limitov systémov, v ktorých žijeme.

Záverečným cieľom celého výskumného tímu je vytvoriť fyzikálne modely, ktoré dokážu predpovedať aerosolové efekty na deep convection, teda hlbokú konvekciu. To je nevyhnutné pre lepšie varovanie pred extrémami počasia, ktoré sú v súčasnosti čoraz nepredvídateľnejšie.

Čítajte viac z kategórie: Vesmír a veda