大気中に吊り下げられた小さな粒子、エアロゾルは、雲の形成と降水プロセスに重要な役割を果たします。さまざまな種類のエアロゾルが雲の特性と行動にどのように影響するかを理解することが、天候と気候モデルを改善するために不可欠です。この記事では、雲の形成に対するエアロゾルタイプの影響を調査し、野外観察とモデリング研究に基づいた最近の科学的研究について説明します。
1。フィールド観察：
a）バイオマス燃焼エアロゾル：
- アマゾンの熱帯雨林など、バイオマス燃焼の影響を受けた地域でのフィールドキャンペーンは、煙エアロゾルが雲の特性を大幅に変えることができることを示しています。バイオマス燃焼は、雲結露核（CCN）として機能する黒炭素や有機粒子を含む大量のエアロゾルを放出します。
- 観察結果は、バイオマス燃焼エアロゾルが雲の液滴濃度の増加、液滴サイズが小さく、雲の反射率の向上につながることを明らかにしています。これらの修正された雲の特性は、地域の降雨パターンに影響を与え、地球のエネルギー予算の変化に寄与する可能性があります。
b）都市および産業のエアロゾル：
- 都市部と工業化された地域で実施された研究は、雲の形成に対する人為的エアロゾルの影響を強調しています。硫酸塩や硝酸粒子などの汚染物質で構成される都市エアロゾルは、CCN濃度を高めることができ、より多くのがより小さな雲の滴をもたらします。
- この効果は、雲の放射特性を変化させ、潜在的に降水効率に影響を及ぼし、地域の気象パターンと大気質の変化につながる可能性があります。
2。モデリング研究：
a）エアロゾルクラウドの相互作用：
- クラウドプロセスをシミュレートする数値モデルは、エアロゾルクラウドの相互作用を組み込み、異なるエアロゾルタイプがクラウドプロパティにどのように影響するかを理解します。これらのモデルは、エアロゾルの特性と気象条件に基づいて、雲の液滴サイズの分布、雲の光厚、雲の寿命を予測できます。
- モデリングの研究により、硫酸粒子などの特定の航空が超冷却された雲の滴を安定化することにより沈殿の形成を抑制できることが実証されていますが、氷核粒子のような他の粒子は氷の結晶の形成を促進し、降水効率を高めることができます。
b）グローバルな気候モデル：
- グローバル気候モデル（GCMS）は、エアロゾルクラウドの相互作用を組み込んで、地域および世界の気候への影響をシミュレートします。雲の特性に対する異なるエアロゾルタイプの効果を表すことにより、GCMは気候予測の精度を改善し、将来の気候シナリオに対するエアロゾル排出の潜在的な結果を評価できます。
- GCMを使用した研究は、地域の降水パターンの調節、雲放射強制力、および地球全体のエネルギーバランスにおけるエアロゾルクラウド相互作用の重要性を強調しています。
3。リモートセンシングテクニック：
a）衛星観測：
- 衛星リモートセンシングは、グローバルスケールでのクラウドプロパティとエアロゾル分布の貴重な観察を提供します。衛星の機器は、雲の液滴のサイズ、雲の光学特性、エアロゾル特性に関する情報を取得し、研究者が広大な地理的領域を介したエアロゾルクラウドの相互作用を研究できるようにすることができます。
- 衛星観測は、エアロゾルの種類とその空間分布を特定するのに役立ち、異なる気候帯にわたる雲の形成に対するエアロゾルの輸送と影響を理解するのに役立ちます。
b）LIDARおよびレーダーの測定：
- 地上ベースのLidarおよびレーダーシステムは、雲とエアロゾルの詳細な垂直プロファイルを提供します。これらの機器は、雲の滴、氷粒子、エアロゾル粒子を区別し、科学者が異なる高度でエアロゾルと雲の間の相互作用を研究できるようにします。
-LIDARおよびレーダーの測定は、雲の微物理的特性と、雲の発達と降水プロセスにおけるエアロゾルの役割の包括的な理解に貢献します。
4。結論：
雲の形成に対するエアロゾルの種類の影響を調べる科学研究は、野外観察、モデリング研究、およびリモートセンシング技術を通じて進歩しています。エアロゾルクラウドの相互作用の理解を改善することにより、科学者は気象モデルの精度を高め、雲の特性に対する人間の活動の影響を予測し、将来の気候予測におけるエアロゾル効果に関連する不確実性を軽減することを目指しています。この分野での継続的な研究は、大気質管理と気候変動緩和戦略に関するより良い意思決定に貢献します。
