Jug Južnog oceana domaćin je najčišćem zraku na planetu, fenomen koji je intrigirao znanstvenike godinama. Unatoč općem uvjerenju, ova čistoća zraka nije samo rezultat ograničene ljudske aktivnosti. Iako su industrijske emisije i izgaranje fosilnih goriva u ovom dijelu svijeta minimalni, prirodni izvori također doprinose prisutnosti aerosola u atmosferi. Ovi aerosoli mogu biti čestice čvrste tvari ili tekuće kapljice koje vjetar može nositi sa sobom, uključujući sol iz morske pjene i prašinu.

Aerosoli su ključni za razumijevanje kvalitete zraka, a čist zrak karakterizira niska razina ovih čestica, bez obzira dolaze li iz prirodnih ili industrijskih izvora.

Nedavna istraživanja bacila su svjetlo na značajnu ulogu oblaka i kiše u procesu pročišćavanja atmosfere. Interes za ovaj fenomen potaknut je promatranjem kako se različiti čimbenici, poput količine morske pjene i sezonskih promjena u brojnosti fitoplanktona, odražavaju na razinu aerosola. Fitoplankton, primjerice, izvor je sumpornih čestica u zraku, a njihova proizvodnja se smanjuje zimi, kada je zrak iznad Južnog oceana posebno čist.

Ipak, prisutnost oblaka i kiše ključna je za potpuno razumijevanje mehanizama koji čiste zrak. Južni ocean najoblačnije je mjesto na Zemlji, a obilježavaju ga kratkotrajne i sporadične kiše, čija uloga u pročišćavanju zraka do sada nije bila u potpunosti razumjena.

Ograničen pristup kvalitetnim promatranjima oblaka, kiše i aerosola predstavljao je veliku prepreku za dublje razumijevanje ovih procesa u ovom slabo istraženom dijelu svijeta. No, zahvaljujući novoj generaciji satelita, sada možemo detaljno proučavati slike oblaka. Razvijen je računalni program koji prepoznaje različite obrasce oblaka nad prostranstvima Južnog oceana, posebice tražeći karakteristične uzorke slične saću. Ovi saćoliki oblaci posebno su zanimljivi zbog svoje uloge u regulaciji klime.

Kada je ćelija saća ispunjena oblakom ili „zatvorena“, bijelija je i svjetlija, reflektirajući više sunčeve svjetlosti natrag u svemir. Stoga ti oblaci igraju značajnu ulogu u održavanju Zemlje hladnom.

S druge strane, prazne ili "otvorene" ćelije saća propuštaju više sunčeve svjetlosti, što dodatno komplicira modeliranje klime Zemlje zbog nedovoljno preciznog uključivanja ovih detalja u modele. Precizno određivanje ravnoteže između otvorenih i zatvorenih ćelija ključno je za točnost rezultata, jer svaka netočnost može rezultirati velikim odstupanjima.

Otvorenost ili zatvorenost ćelija saća povezana je i s količinom padalina koje mogu proizvesti. Zbog svoje veličine, koja iznosi oko 40 do 60 km u promjeru, ove ćelije moguće je promatrati iz svemira putem satelitskih snimaka.

Naša istraživanja dolaze u pravom trenutku, s obzirom na nedavno lansiranje eksperimenta na oblaku i padalinama u Kennaooku/Cape Grimu u Tasmaniji, čiji je cilj prikupiti detaljnije podatke o oblakima, kiši i sunčevoj svjetlosti.

Čišćenje aerosola iz zraka Uspoređujući obrasce saćastih oblaka s mjerenjima aerosola iz opservatorija Kennaook/Cape Grim i podacima o padalinama iz obližnje meteorološke postaje, otkrili smo da su dani s najčišćim zrakom povezani s prisutnošću otvorenih saćastih oblaka. Vjerujemo da ovi oblaci generiraju sporadične, ali intenzivne kišne pljuskove koji "ispiru" čestice aerosola iz zraka.

Iako se to na prvi pogled čini nelogično, otvorene ćelije sadrže više vlage i proizvode više kiše od zatvorenih ćelija ispunjenih oblakom. Naši nalazi pokazuju da otvorene saćaste oblake proizvode šest puta više kiše od zatvorenih.

Dakle, ono što izgleda kao manje oblačno vrijeme na satelitskim snimkama zapravo pokreće najučinkovitije kišne pljuskove za čišćenje aerosola. Nasuprot tome, zatvoreni saćasti uzorci, koji izgledaju oblačnije, manje su učinkoviti. To je bio jedan od iznenađujućih aspekata naših otkrića.

Prazne saćaste strukture uočavamo češće tijekom zimskih mjeseci, kada je zrak najčišći.

Željeli smo također saznati što uzrokuje specifičan izgled polja oblaka. Naša analiza sugerira da veliki vremenski sustavi kontroliraju uzorak polja oblaka. Dok se oluje neuredno kreću preko Južnog oceana, stvaraju otvorene i zatvorene ćelije.

Svjež zrak i poboljšani modeli klime Naše istraživanje dodaje novi komad slagalice u objašnjenju zašto Južni ocean ima najčišći zrak na svijetu. Ključna je kiša, posebno kiša iz jasnih, otvorenih ćelija saćastih oblaka. Mi smo prvi otkrili da su upravo oni odgovorni za čišćenje zraka koji prolazi preko Južnog oceana.

Ovi obrasci saća nalaze se i u regijama Sjevernog Atlantika i Sjevernog Pacifika tijekom zime. Stoga će naš rad pomoći objasniti kako ovi oblaci uklanjaju aerosole, uključujući prašinu i onečišćenje na tim lokacijama. Naša otkrića pomoći će poboljšati modele klime, omogućavajući točnije predviđanje.

Kiša ispire aerosole iz zraka na sličan način kao što perilica rublja čisti odjeću.

Nakon prolaska hladne fronte, zrak je čist. Ako provodite zimu na južnoj obali Australije, možete udisati prednosti ovog svježeg zraka koji dolazi s Južnog oceana.

Original:
Tahereh Alinejadtabrizi
Doktorand, Sveučilište Monash
Steven Siems
Profesor mikrofizike oblaka, Sveučilište Monash
Yi Huang
Viši predavač znanosti o klimi, Sveučilište u Melbourneu