«Тропические леса Амазонки занимают важное место в южном полушарии, перенося влагу, которая переносится тучами во многие места, где нужны осадки», — сообщил Хосе Д. Фуэнтес, доктор наук метеорологии штата Пенсильвания. «Но имеется громадный пробел в отечественных знаниях о процессах, лежащих в базе процессов, воздействующих на формирование туч».Команда совершила собственный изучение в бразильских тропических лесах Амазонки, по причине того, что в том месте «чистая» окружающая среда, довольно свободная от озона и загрязняющих веществ.«В чистой тропической Амазонке у поверхности Почвы в большинстве случаев значительно меньше озона если сравнивать с более промышленно развитыми районами», — сообщил Тобиас Геркен, научный сотрудник по метеорологии Пенсильванского университета. «Это вследствие того что озон образуется в следствии реакции загрязнителей, оксидов азота, кислорода и солнечного света».Команда отслеживала уровни разных газовых примесей, таких как озон, и метеорологических переменных, таких как скорость и осадки ветра, под пологом тропического леса.
Они поняли, что глубокие конвективные штормы переносят частицы воздуха, богатые озоном, из воздуха Почвы на поверхность, скоро повышая уровень приземного озона с 5 частей на миллиард по количеству (ppbv) до практически 40 ppbv.«Глубокие конвективные штормы имеют два канала: один — с восходящим потоком воздуха, а второй — с нисходящим», — сообщил Фуэнтес. «Нисходящие потоки переносят молекулы озона из верхней тропосферы (нижний слой воздуха Почвы) на поверхность, где они смогут смешиваться и вступать в реакцию с другими химическими веществами».
Это повышение содержания озона на поверхности Почвы может оказать влияние на пара атмосферных химических процессов, кое-какие из которых смогут оказать влияние на образование туч через реакцию углеводородов, выделяемых растениями. Эти реакции приводят к образованию аэрозолей.
Тучи образуются, в то время, когда пар поднимается в воздух, охлаждается и конденсируется на аэрозольных частицах, каковые действуют как ядра конденсации туч либо «семена туч». В то время, когда на этих ядрах конденсируется достаточное количество пара, образуется видимое облако.
В тропических лесах команда поняла, что данный процесс возможно инициирован и ускорен, в то время, когда озон взаимодействует с углеводородами, каковые представляют собой молекулы, складывающиеся из углерода и водорода, каковые естественным образом производятся и выделяются растительностью. Углеводороды вступают в реакцию с озоном, а после этого в следствии цепочки химических реакций углеводороды преобразовываются в другие молекулы, каковые конденсируются и смогут в конечном счете привести к образованию ядер облачной конденсации.
Помимо этого, в то время, когда озон окисляет углеводороды, это ведет к образованию молекул второго типа, каковые окисляют и разрушают углеводороды — гидроксильных радикалов, каковые представляют собой молекулы, складывающиеся из одной молекулы водорода и одной молекулы кислорода. Гидроксильные радикалы в большинстве случаев считаются чистящим средством либо детергентом нижних слоев воздуха, потому, что они инициируют разложение многих загрязняющих веществ, и углеводородов. Несколько поняла, что в то время, когда содержание озона увеличивается с 5 частей на миллиард до 30 частей на миллиард, это может практически удвоить скорость образования гидроксильных радикалов.Эти трансформации в химии воздуха стали причиной значительно более стремительной скорости разрушения и сокращению срока работы углеводородов, как узнала команда.
К примеру, несколько углеводородов, известных как монотерпены, каковые в большинстве случаев живут до 90 часов, в то время, когда содержание озона образовывает 10 частей на миллиард, прожила лишь 20 часов, в то время, когда содержание озона увеличилось до 40 частей на миллиард.Команда кроме этого поняла, что уровень озона в тропических лесах оставался повышенным более двух часов по окончании штормов, что подчеркивает важность повышения озона. Штормы, происходящие как днем, так и ночью, увеличивают разложение и окисление углеводородов в нижних слоях воздуха на продолжительное время.В этом изучении кроме этого изучалось количество и разнообразие углеводородных газов, каковые естественным образом производятся в тропических лесах Амазонки.
Команда нашла присутствие более 25 разных типов углеводородов, любой из которых может играть роль в формировании туч.«Чем больше мы знаем о химическом составе воздуха тропического леса и о том, как это может оказать влияние на формирование туч, тем лучше мы осознаем роль Амазонки в глобальных погодных условиях — да и то, как трансформации в тропическом лесу смогут оказать влияние на эти модели», — сообщил Фуэнтес.Команда опубликовала собственные выводы в текущем выпуске «Атмосферной среды».Соавторы изучения включали Марсело Чамеки, доктор наук, Дандан Вей и Ливию С. Фрейре, аспиранты по метеорологии, штат Пенсильвания; Рэнди Чейз, Брокпортский национальный университет Нью-Йорка; Кортни Шумахер, Техас, AM; Луис Мачадо и Селсо фон Рандоу, Национальный университет пескисас Эспасиа; Рита В. Андреоли, Родриго А. Феррейра де Соуза, Роса М. Насименту душ Сантуш и Патрисия душ Сантуш Коста, Университет Эстаду ду Амазонас; Анджела Хардин и Антонио Манци, Национальный университет пескисас да Амазония; Пол Находись и Эми Троубридж, Национальный университет Монтаны; и Хулиу Тиота, Федеральный университет ду Оэсти ду Пара.
Министерство энергетики США финансировало эту работу в рамках собственного проекта «Наблюдения и моделирование зеленого океана Амазонки» (GOAmazon 2014/5).