Під час горіння біомаси, зокрема тропічних лісів у басейні Амазонки, виділяються ультрамікрочастинки, які впливають на атмосферу, провокуючи глибоку конвекцію і змінюючи режим випадання опадів. Ці частинки переносяться на великі відстані, взаємодіють з хмарами і призводять до екстремальних злив у сухий сезон. Це відкриття суперечить попереднім уявленням про вплив більших аерозолів і розширює наше розуміння про те, як частинки різного розміру можуть впливати на клімат. Результати дослідження опубліковані в журналі “One Earth”.
Аерозолі грають важливу роль у формуванні клімату, розсіюючи сонячну радіацію і взаємодіючи з хмарами як ядра конденсації. Горіння біомаси, зокрема лісові пожежі, є одним з головних джерел аерозолів, зокрема аміаку, диметиламінів, діоксиду сірки та низьколетких органічних сполук. Ці прекурсори утворюють стабільні аерозолі, що створює значну невизначеність у моделях кліматичних змін.
Група під керівництвом Маніша Шрівастави з Тихоокеанської північно-західної національної лабораторії Міністерства енергетики США досліджувала утворення аерозолів у димі лісових пожеж у тропічних лісах Амазонського басейну. Вони використовували дані про частинки різного розміру в повітряних масах, отримані за допомогою датчиків на літаках цивільної авіації, та моделювали взаємодію аерозолів з хмарами за допомогою моделі WRF-Chem 4.2.
З’ясувалося, що концентрація ультрамікрочастинок (діаметром менше 50 нанометрів) у повітряних масах, які зачіпає дим від лісових пожеж, вдвічі вища, ніж у фонових. Ключовим механізмом формування таких аерозолів є нуклеація диметиламіну з сірчаною кислотою, хоча раніше цей процес не розглядався в контексті викидів від горіння біомаси. Новоутворені частинки мають діаметр від одного до трьох нанометрів і складаються з сульфатів, амонію або диметиламіну, а згодом покриваються органічними речовинами і виростають до 5-10 нанометрів.
Ультрамікрочастинки впливають на режим опадів, затримуючи їх випадання на 40 хвилин і збільшуючи їхню кількість на вісім відсотків. Це відбувається через посилення глибокої конвекції – інтенсивного вертикального переміщення повітря, що сприяє утворенню потужних купчасто-дощових хмар і рясних опадів. Вплив таких аерозолів збільшує частку глибокої конвекції на 77 відсотків і частоту сильних дощів на 175 відсотків.
Автори зазначають, що ультрамікрочастинки впливають на клімат не так, як більші аерозолі, які уповільнюють конвекцію і зменшують кількість опадів. Лісові пожежі стали значним фактором, що впливає на погоду в басейні Амазонки, спричиняючи різкий перехід від дрібної і середньої конвекції до сильної навіть у сухий сезон. Ці результати мають важливе значення для розуміння впливу пожеж на клімат та майбутніх кліматичних моделей.