Влияние минеральной пыли на климат
Опустыненные территории являются значительным источником минерального пылевого аэрозоля в атмосфере. Этот аэрозоль существенно влияет на климатическую систему. Частицы пыли воздействуют на прохождение солнечных лучей как напрямую, так и косвенно — через процессы облакообразования, выступая в качестве ядер конденсации для водяного пара. Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН (ИФА РАН) на протяжении десятилетий активно изучает генерацию и эмиссию минерального пылевого аэрозоля в атмосферу на опустыненных территориях. Одним из ключевых направлений исследований является изучение электрических процессов, сопровождающих генерацию аэрозоля ветропесчаным потоком у подстилающей поверхности. Было обнаружено, что сальтирующие (движущиеся скачкообразно) частицы ветропесчаного потока, генерируемые ими аэрозольные частицы и сама подстилающая поверхность несут электрические заряды. Напряженность электрического поля в таком потоке может достигать +167 кВ/м (на высоте 1,7 см), хотя в большинстве случаев она не превышает 10 кВ/м.
В недавней статье, опубликованной в журнале «Оптика атмосферы и океана» сотрудниками Лаборатории оптики и микрофизики аэрозоля (ЛОМА) ИФА РАН (Г.И. Горчаков, А.В. Карпов, Р.А. Гущин и О.И. Даценко), представлены результаты исследования вариаций плотности и модуля плотности электрических токов сальтации, а также токов, обусловленных переносом заряженных частиц пылевого аэрозоля. Работа основана на экспериментальных данных, полученных в августе – сентябре 2021 года на опустыненных территориях Астраханской области. Исследование показало, что в слое 4–12 см над поверхностью плотность электрических токов сальтации и токов, связанных с переносом заряженных частиц пылевого аэрозоля в ветропесчаном потоке, убывают с высотой значительно медленнее по сравнению с концентрацией сальтирующих частиц. Также подтверждено, что модули плотности электрических токов сальтации более тесно коррелируют друг с другом и со скоростью ветра в приземном слое атмосферы, чем сами плотности токов. Изучение вариаций и модулей плотности токов помогает понять: Роль электризации в переносе пылевого аэрозоля. Необходимость учета электрических процессов в моделях эмиссии пыли. Важность этих данных для прогнозирования пылевых бурь и их воздействия на климат. Рисунок: Зависимость от времени плотности электрических токов (а), обусловленных переносом заряженных частиц пылевого аэрозоля (горизонтальная линия - начало отсчёта плотности тока) на высоте 4 см. Подробнее в статье.