Аэрозолем учёные называют мельчайшие частицы, взвешенные в воздухе, размеры которых находятся в пределах до 10 микрометров (0,01 миллиметра). Происхождение аэрозоля может быть разным: обычно выделяют аэрозоли естественной и антропогенной природы. К естественным, например, относятся морская соль, аэрозоли от лесных пожаров, пыльца.
Дымовой аэрозоль продолжает удивлять даже тех учёных, кто занимается его изучением десятки лет. В прошлом году сотрудники Лаборатории оптики и микрофизики аэрозоля (Г.И. Горчаков, Р.А. Гущин, А.В. Карпов, О.И. Даценко) подробно изучили дымы от массовых лесных пожаров на Аляске летом 2019 год — тогда наблюдалось более 700 локальных пожаров на площади 3600 квадратных километров, — и обнаружили необычные изменения оптических свойств дымового аэрозоля.
Сотрудники Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН впервые обнаружили аномальное селективное поглощение дымовым аэрозолем — особенность, при которой мнимая часть показателя преломления (то есть та часть, которая отвечает за поглощение) достигает больших значений и сильно зависит от длины волны. Ученые выявили, что у дымового аэрозоля Аляскинских пожаров 2019 года эта мнимая часть коэффициента преломления достигала 0,315 (на длине волны 1020 нм) — это в 10 раз больше, чем для дымовых аэрозолей во время предыдущих пожаров на Аляске. Свое открытие учёные сделали, используя данные сети наблюдений за аэрозолем AERONET.
То есть такой аэрозоль гораздо сильнее поглощает электромагнитное излучение, чем его «собратья», а значит — нагревает атмосферу, а не охлаждает. Например, согласно данным мониторинга дымового аэрозоля на фоновой станции сети наблюдений за аэрозолем AERONET на Аляске 10 июля 2019 в 15:45 аэрозольный радиационный форсинг на верхней границе атмосферы оказался равным +14,3 Вт/м2 (для сравнения, глобальный аэрозольный форсинг, связанный с антропогенной деятельностью, составляет около -1 Вт/м2).
Руководитель исследований профессор Г. И. Горчаков отмечает, что во время лесных пожаров в атмосферу выделяются смолистые вещества, которые могут конденсироваться на частицах аэрозоля, образуя своеобразные «смоляные шарики» (tar balls). Оказалось, что фракция частиц дымового аэрозоля с аномальным селективным поглощением имеет сходство с фракцией подобных «смоляных шариков». Лабораторные эксперименты ранее показывали возможность образования такой фракции аэрозолей с сильным оптическим поглощением. Теперь ученые такие аэрозоли нашли и по данным наблюдений.
Возможно также, что в образовании такого аэрозоля свою роль сыграла и долгая засуха, которая предшествовала пожарам. Например, в Анкоридже на Аляске до июня 2019 года почти каждый день в течении двенадцати месяцев наблюдалось сильное превышение климатической нормы, что в итоге привело к сильной засухе в начале лета и формированию экстремальных пожаров. Но эта гипотеза требует дальнейшей проверки. Обнаруженный учёными ЛОМА ИФА РАН эффект необходимо учитывать в климатических моделях. При потеплении климата частота появления аномального поглощающего дымового аэрозоля при массовых пожарах в бореальных лесах может заметно увеличиться.
Источник: ИФА РАН.