Солнце и космические лучи: влияние на образование облаков и климат Земли⁠⁠

Друзья, благодарим вас за голосование по нашему дайджесту, — рассказываем о новом исследовании учёных датского технического университета (DTU) о воздействии космических лучей на образование облаков и в целом, — на климат Земли.

На заглавной картинке вы можете наблюдать «Широкий атмосферный ливень» вследствие бомбардировки высокоэнергичными частицами ГКЛ верхних слоёв атмосферы. Он имеет важное значение для образования облаков и динамики климата Земли.

Источник: DTU Space/scitechdaily.com

Высокоэнергичные заряженные частицы галактических лучей или ГКЛ от вспышек сверхновых звёзд с энергией 100 ГэВ бомбардируют верхние слои атмосферы, производя каскады вторичных частиц (т. н. «широкий атмосферный ливень»), которые ионизируют молекулы воздуха. Ионы помогают образовываться и становиться устойчивыми к испарению аэрозолям (молекулярным кластерам серной кислоты и воды). Их рост приводит к формированию «ядер конденсации облаков» (CNN), — т. н. «зародышей», на которых образуются жидкие капли воды, уже образующие облака.

Активность Солнца регулирует интенсивность потока галактических космических лучей, достигающих верхние слои атмосферы Земли. Когда Солнце спокойно, поток ГКЛ больше, соответственно, больше образуется облаков, и климат Земли становится более прохладным. Если Солнце активно (высокоэнергичные частицы вследствие вспышек на Солнце), интенсивность воздействия потока ГКЛ на Землю снижается, облаков образуется меньше, — мир нагревается.

Впервые, на основе изучения данных прибора CERES на спутниках NASA Terra и Aqua, был количественно оценён эффект воздействия ГКЛ на образование облаков и энергетический баланс планеты. Выяснилось, что Земля поглощает почти 2 Вт/м2 дополнительной энергии в течение следующих 4-6 дней после минимума потока ГКЛ вследствие пика солнечной активности. DTU, совместно с учёными Еврейского университета Иерусалима (HUJI) также подтвердили, что влияние космических лучей наиболее заметно на образование низких «жидких» облаков (сероватые, насыщенные небольшими каплями жидкой воды во взвешенном состоянии) над девственными морями (высокие широты).

Данные учёных DTU позволяют по-новому взглянуть на природу изменения климата нашей планеты. Например, период средневекового потепления около 1000 г. или малый ледниковый период 1300–1900 гг. соответствуют длинным циклам солнечной активности. А движение Солнечной системы и Земли по регионам Галактики с различным количеством вспышек сверхновых может приводить к вариации средней температуры планеты вплоть до 10° C.

Кстати, сульфатный аэрозоль (SO42- и капли метансульфоновой кислоты) также действует как ядро конденсации облаков, CCN. Они частично образуются из диметилсульфида (ДМС), продуцируемого фитопланктоном в открытом океане. Учёные предполагают, что повышение глобальной температуры приведёт и к росту активности фитопланктона и, следовательно, — росту числа ядер CCN. Это, в свою очередь приведёт к росту облачности и понижению температуры. Представляется, что такой природный компенсаторный механизм будет противодействовать изменению климата.

Источники — раз и два

Источник фото