ทีมนักเคมีด้านบรรยากาศได้เข้าใกล้สิ่งที่ถือว่าเป็น "จอกศักดิ์สิทธิ์" ของวิทยาศาสตร์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: การตรวจจับอนุภาคทางชีวภาพโดยตรงภายในเมฆน้ำแข็งเป็นครั้งแรก Ice in Clouds Experiment - Layer Clouds (ICE-L) ทีมติดตั้งเครื่องสเปกโตรมิเตอร์บนเครื่องบิน C-130 และสร้างเที่ยวบินความเร็วสูงผ่านชุดเมฆที่รู้จักกันในชื่อ Cloud Wave การวิเคราะห์ผลึกน้ำแข็งพบว่าอนุภาคที่เริ่มต้นการเจริญเติบโตนั้นประกอบขึ้นจากวัสดุฝุ่นหรือวัสดุชีวภาพเกือบทั้งหมดเช่นแบคทีเรียสปอร์ของเชื้อราและวัสดุจากพืช ในขณะที่เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าจุลินทรีย์กลายเป็นอากาศและเดินทางไกลมากการศึกษานี้เป็นครั้งแรกที่ให้ข้อมูลโดยตรงเกี่ยวกับวิธีการทำงานของพวกเขาที่มีอิทธิพลต่อการก่อตัวของเมฆ
ทีมนำโดย Kimberly Prather และ Kerri Pratt แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่ซานดิเอโกสถาบันการศึกษาสมุทรศาสตร์ Scripps ดำเนินการตรวจวัดสารตกค้างของผลึกน้ำแข็งบนเมฆในแหล่งกำเนิดและพบว่าครึ่งหนึ่งเป็นฝุ่นแร่และประมาณหนึ่งในสามประกอบด้วยอนินทรีย์ ไอออนผสมกับไนโตรเจนฟอสฟอรัสและคาร์บอน - องค์ประกอบที่เป็นเอกลักษณ์ของสารชีวภาพ
ความเร็วในการวิเคราะห์แบบวินาทีต่อวินาทีช่วยให้นักวิจัยสร้างความแตกต่างระหว่างหยดน้ำและอนุภาคน้ำแข็ง นิวเคลียสของน้ำแข็งนั้นหายากกว่านิวเคลียสของหยด
ทีมแสดงให้เห็นว่าทั้งฝุ่นและวัสดุชีวภาพก่อตัวเป็นนิวเคลียสของอนุภาคน้ำแข็งเหล่านี้ซึ่งเป็นสิ่งที่ก่อนหน้านี้สามารถจำลองในการทดลองในห้องปฏิบัติการเท่านั้น
“ นี่เป็นการวัดจอกศักดิ์สิทธิ์สำหรับเราจริงๆ” Prather กล่าว
“ การทำความเข้าใจว่าอนุภาคใดก่อตัวนิวเคลียสของน้ำแข็งและมีความเข้มข้นต่ำมากและยากที่จะวัดโดยเนื้อแท้หมายความว่าคุณสามารถเริ่มเข้าใจกระบวนการที่ทำให้เกิดการตกตะกอน ข้อมูลใหม่ ๆ ที่คุณจะได้รับนั้นสำคัญมาก”
ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าอนุภาคทางชีวภาพที่ถูกพัดพาไปในพายุฝุ่นช่วยกระตุ้นการก่อตัวของเมฆน้ำแข็งและพื้นที่กำเนิดของพวกมันสร้างความแตกต่าง หลักฐานบ่งชี้ว่าฝุ่นที่ขนส่งจากเอเชียอาจมีอิทธิพลต่อการตกตะกอนในอเมริกาเหนือเช่นกัน
นักวิจัยหวังว่าจะใช้ข้อมูล ICE-L เพื่อออกแบบการศึกษาในอนาคตที่กำหนดเวลาไว้กับเหตุการณ์เมื่ออนุภาคดังกล่าวอาจมีบทบาทที่ใหญ่กว่าในการกระตุ้นฝนหรือหิมะ
“ ถ้าเราเข้าใจแหล่งที่มาของอนุภาคที่เมฆนิวเคลียสและความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์เราสามารถกำหนดผลกระทบที่มีต่อสภาพอากาศ” แพรตต์ผู้เขียนรายงานกล่าว
ผลกระทบของอนุภาคในอากาศเล็ก ๆ ที่เรียกว่าละอองลอยที่มีต่อการก่อตัวของเมฆเป็นลักษณะที่ยากที่สุดของสภาพอากาศและภูมิอากาศสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่จะเข้าใจ
ในวิทยาศาสตร์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศซึ่งเกิดขึ้นจากการคาดการณ์จำนวนมากจากการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ของปรากฏการณ์สภาพภูมิอากาศปฏิสัมพันธ์ระหว่างละอองลอยและเมฆเป็นตัวแทนของสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์พิจารณาความไม่แน่นอนที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการทำนายอนาคต
“ ด้วยการสุ่มตัวอย่างเมฆในเวลาจริงจากเครื่องบินผู้ตรวจสอบเหล่านี้สามารถรับข้อมูลเกี่ยวกับอนุภาคน้ำแข็งในเมฆในรายละเอียดที่ไม่เคยมีมาก่อน” Anne-Marie Schmoltner ของแผนกวิทยาศาสตร์บรรยากาศของ NSF กล่าวซึ่งให้ทุนการวิจัย
ที่มา: EurekAlert
