Вплив забруднення повітря на зміну клімату

Починаючи з промислової революції, людська діяльність має все більший вплив на клімат, особливо в процесі спалювання палива промислові викиди та транспортні викиди. Атмосферні забруднювачі, такі як парникові гази та аерозольні частинки, що входять до складу атмосфери, і ці два по-різному впливають на клімат.

По-перше, розглянемо вплив парникових газів на зміну клімату. У індустріальну епоху викиди парникових газів, -спричинені людиною, спричинили значне підвищення концентрації вуглекислого газу, метану та оксиду азоту в атмосфері. Постійне зростання рівня парникових газів порушило енергетичний баланс між атмосферним поглинанням і викидами. Цей дисбаланс призвів до надходження позитивної енергії у верхній шар тропосфери (відоме як позитивне випромінювання), що призвело до нагрівання поверхні Землі.

По-друге, враховуючи вплив атмосферних забруднювачів, таких як аерозолі, на зміну клімату, людська діяльність викидає в атмосферу велику кількість дрібних твердих часток. Ці частинки впливають на відображення і поглинання сонячного випромінювання. Більшість дрібних частинок, таких як сульфати та нітрати, відбивають сонячне світло, охолоджуючи атмосферу. Однак деякі частинки, такі як сажа, поглинають сонячне світло, нагріваючи атмосферу та частково компенсуючи ефект охолодження першої групи.

Загалом аерозольні частинки мають охолоджуючий ефект.

Окрім впливу на зміну клімату, забруднення повітря має синергетичний зв’язок із кліматом.

З одного боку, забруднення повітря може змінити баланс розвитку клімату. З іншого боку, змінений клімат також певною мірою впливає на ефект дифузії забруднювачів повітря.

Тут ми пояснюємо синергію на прикладі хмарного дощу.

Зазвичай водяна пара охолоджується у верхніх шарах атмосфери, утворюючи хмари. Надмірна кількість водяної пари часто не утворює частинок хмари спонтанно, а конденсується на частинках аерозолю, які діють як ядра конденсації хмари CCN або ядра льоду IN.

Однак викиди забруднюючих речовин призводять до підвищення концентрації аерозолів дрібних твердих частинок (PM2,5). Ці аерозолі діють як ядра конденсації хмар, спричиняючи вищі концентрації крапель у забруднених регіонах. Якщо вміст вологи в хмарах залишається незмінним, незважаючи на збільшення утворення аерозолів, вміст води в хмарі не буде пропорційно збільшуватися з їх зростанням. Отже, середній розмір крапель зменшується нижче необхідного порогу для кількості опадів. Це зниження ефективності опадів послаблює здатність дощу змивати тверді забруднюючі речовини, тим самим зменшуючи регіональне розповсюдження забруднюючих речовин. Тим часом, накопичення PM2,5 подовжує тривалість життя хмар, що призводить до більш частого утворення хмар. Це посилене відображення сонячного випромінювання посилює ефект охолодження атмосфери, що зрештою створює ланцюгову реакцію, яка впливає на кліматичні моделі.