Антарктида играет ключевую роль в климатической системе Земли, отражая солнечное излучение обратно в космос. Огромные белые ледяные поверхности и облака являются решающими в этом процессе. Однако до сих пор было недостаточно изучено, как именно формируются облака над ледяным континентом, как они взаимодействуют с атмосферой и какую роль в этом играют аэрозоли. Немецкие ученые из Института Альфреда Вегенера, Института тропосферных исследований имени Лейбница и Института химии Макса Планка стремятся восполнить этот пробел в знаниях в рамках летной кампании SANAT. Проведенные измерения аэрозолей в Антарктиде стали первыми в своем роде за последние 20 лет и первыми, охватившими глубинные районы континента.

Облака образуются, когда водяной пар конденсируется на мельчайших частицах в атмосфере, известных как аэрозоли. Это могут быть частицы морской соли, пыли, сажи или других веществ, на которых формируются капли воды или кристаллы льда. В атмосфере над Антарктидой таких частиц значительно меньше, чем в большинстве других регионов Земли. Поэтому изменение их количества и состава может оказывать огромное влияние на образование облаков и, как следствие, на способность планеты отражать солнечное излучение.

Точные механизмы взаимодействия аэрозолей и облаков в Антарктиде все еще остаются загадкой. «Чтобы восполнить этот пробел в знаниях, мы исследуем природные и антропогенные источники аэрозолей, условия, при которых образуются новые частицы, и то, как их свойства меняются, когда они перемещаются на разных высотах в атмосфере или переносятся над океанами, шельфовыми ледниками и антарктическим континентом», – рассказывает доктор Жофия Юрани из Института Альфреда Вегенера (AWI). В рамках кампании SANAT ученые намерены выявить важнейшие источники и пути переноса аэрозолей в антарктической атмосфере. «Нас особенно интересуют частицы, которые действуют как ядра конденсации или ледяные ядра, поскольку именно они приводят к образованию облаков», – добавляет она.

Для сбора данных в январе и феврале команда SANAT использовала исследовательский самолет Polar 6. В сложных антарктических условиях было выполнено десять измерительных полетов от немецкой станции Ноймайер-III до 80-й параллели южной широты. «Последние подобные измерения проводились 20 лет назад, и та кампания была сосредоточена только на прибрежном регионе, – говорит доктор Франк Штратманн из Института тропосферных исследований TROPOS. – Теперь мы впервые провели измерения аэрозолей далеко на юге, над Антарктическим плато, используя в том числе и недавно разработанные методики».

Одним из таких инновационных инструментов стал буксируемый зонд T-Bird, который собирал данные автономно, находясь на 60-метровом тросе позади самолета. Совмещая эти измерения с данными, полученными на борту Polar 6 и на наземной станции Ноймайер-III, исследователи смогли составить комплексное представление о количестве, химическом составе и процессах переноса аэрозолей. Первичный анализ уже принес сюрприз. «В глубине континента мы наблюдали неожиданно высокую концентрацию аэрозолей, а также интересный химический состав», – сообщает профессор Штефан Боррманн из Института химии Макса Планка.

«Антарктида и ее окружение являются важнейшими компонентами глобальной системы Земли, которые одновременно реагируют на изменение климата и влияют на него», – объясняет Жофия Юрани. Полученные уникальные данные не только помогут усовершенствовать прогнозы погоды и климатические симуляции, но и будут способствовать лучшему пониманию взаимодействия облаков с аэрозолями и оценке их влияния на будущие климатические условия.