Küçük aerosol parçacıkları tropikal konvektif bulutları güçlendirebilir, ancak bilim insanları bu fikri on yıllardır tartışıyor. Aerosoller, bulut damlacıklarının oluşumunu ve büyümesini etkiler; bu da yoğuşmayı ve gizli ısının salınımını etkileyebilir.
Yoğuşmalı aerosol konvektif canlandırma adı verilen önerilen bir süreç, bulutların çok yüksek su buharı aşırı doygunluğu geliştirmesine bağlıdır. Bu koşullar oluştuğunda, ek aerosol parçacıkları yeni damlacıklar oluşturabilir. Bu, yoğuşmayı artırabilir, daha fazla gizli ısı salabilir ve potansiyel olarak bulut içindeki yükselen havayı hızlandırabilir.
Uçak ölçümleri genellikle bu süreç için gereken yüksek seviyelerde yarı kararlı durum aşırı doygunluğunu tespit etmemiştir. Ancak bu, bu tür koşulların atmosferde asla oluşmadığı anlamına gelmez.
Önceki birçok ölçüm, aşırı doygunluğun olası olmadığı bulut ortamlarına odaklanmıştı. Bunlar nispeten kirli bulutlar, sığ sıcak bulutlar ve daha derin konvektif bölgelerinin altında örneklenen bulutları içeriyordu. Daha yüksek irtifalarda, damlacık çarpışmaları, yağış oluşumu ve daha hızlı yukarı hava akımları damlacıkların toplam yüzey alanını azaltabilir ve aşırı doygunluğun birikmesine izin verebilir.
Advances in Atmospheric Sciences dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, NASA'nın Cloud, Aerosol and Monsoon Processes Philippines Experiment sırasında toplanan uçak gözlemlerini inceledi. Kampanya 2019'da Filipinler ve yakın tropikal okyanuslar üzerinde gerçekleştirildi.
Çin, ABD ve İsrail'den araştırmacılar, yukarı hava akımı hızları ve bulut damlacık boyutu dağılımları ölçümlerini kullanarak yarı kararlı durum aşırı doygunluğunu tahmin ettiler. Yöntem, hava yükseldikçe üretilen su buharı ile damlacıklar üzerinde yoğuşarak uzaklaştırılan su buharı arasındaki dengeyi yakalar.
Sonuçlar, tropikal konvektif bulutların, karşılaştırılabilir yöntemler kullanan önceki uçak çalışmalarında kaydedilenlerden çok daha yüksek aşırı doygunluk seviyelerine ulaşabileceğini göstermektedir.
Uçak bulutların daha yüksek kısımlarını örnekledikçe aşırı doygunluk arttı ve yaklaşık -5°C'de yaklaşık %10'a ulaştı. Bu sıcaklıkta, yukarı hava akımı bölgeleri hâlâ esas olarak aşırı soğutulmuş sıvı damlacıklardan oluşuyordu.
Tahmini aşırı doygunluk daha soğuk sıcaklıklarda artmaya devam etti. Ancak, bu bölgelerde buz oluşmaya başladı ve yalnızca sıvı faza dayalı tahminler daha az kesin hale geldi.
Yakın zamanda yayınlanan bir eşlik eden çalışma, bulgular için ek destek sağlamaktadır. Teksas ve Louisiana kıyıları üzerindeki ESCAPE uçak kampanyasından veri kullanan araştırmacılar, derin konvektif yukarı hava akımlarının içinde yaklaşık %11'lik nadir ancak aşırı yarı kararlı durum aşırı doygunluğunu bağımsız olarak tespit ettiler.
Birlikte, çalışmalar yüksek su buharı aşırı doygunluğunun, yoğuşmalı aerosol konvektif canlandırmanın en olası olduğu bulut ortamlarında meydana geldiğini göstermektedir.
En büyük güvenilir değerler, nispeten düşük damlacık konsantrasyonlarına sahip güçlü yukarı hava akımlarında bulundu. Bulutlar daha fazla damlacık içerdiğinde, birleşik yüzey alanları arttı. Daha fazla buhar daha sonra bu damlacıklar üzerinde yoğuşarak tahmini aşırı doygunluğu azalttı.
Gözlemler, aerosollerin örneklenen bulutların güçlenmesine neden olduğunu kanıtlamamaktadır. Bunun yerine, yoğuşmalı aerosol canlandırması için gereken atmosferik koşulların gerçek tropikal konvektif bulutların içinde gelişebileceğini göstermektedirler.
Yüksek aşırı doygunluk, ek ince veya ultra ince aerosol parçacıklarının daha fazla damlacık oluşturmak için kullanabileceği "yakıt" görevi görür. Bu damlacıklar yoğuşmayı artırabilir, ek gizli ısı salabilir ve potansiyel olarak bulutun yukarı hava akımlarını güçlendirebilir.
Temel bulgu yalnızca aşırı aşırı doygunluğun var olduğu değildir. Bilim insanları ayrıca onu tespit etmek için doğru bulut türlerini incelemelidir.
"Önceki çalışmalar kirli veya sığ bulutlara baktı - yoğuşmalı canlandırma için gereken yüksek aşırı doygunluk koşullarını tipik olarak oluşturmayan türler. Bu yüzden bu mekanizmayı eylemde görmemeleri şaşırtıcı değil," dedi Kudüs İbrani Üniversitesi ve Wuhan Üniversitesi'nden Daniel Rosenfeld.