Wie Samen Gischt am Himmel

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Jacqueline Conciatore ist ein Wissenschaftsjournalist für die US National Science Foundation (NSF). Trug sie diesen Artikel, um Live Science Experten stimmen: Op-Ed & Einblicke.

Welche Auswirkungen hat die Gischt auf das Weltklima? Es ist eine Frage, die Wissenschaftler seit Jahrzehnten erforscht haben. Sie wissen, dass Gischt können Aerosole in die Atmosphäre und "Samen" Wolken schweben – von denen viele scheinen zu helfen, die Erde zu kühlen von reflektierendem Licht, aber es gibt andere, die scheinen zur Erwärmung beitragen. Aber welche Aerosolpartikel tun, welche Aktionen und unter welchen Bedingungen? Aerosole wirken wie Niederschlag und Verteilung der Niederschläge aus? Könnte besseres Verständnis Gischt eigentlich Menschlichkeit Offset Klimaerwärmung helfen?

"Die einzelne größte Unsicherheit im Klimawandel wie Aerosole Wolken und Klima beeinflussen", sagte atmosphärischen Wissenschaftler Kimberly Prather von der University of California, San Diego.

Simulation der Gischt

Das Zentrum Prather leitet — das NSF-Zentrum für Aerosol-Auswirkungen auf Klima und Umwelt — hat außergewöhnliche Schritte um Antworten zu finden. Es machte eine Ozean-Atmosphäre-System in das Hydrauliklabor Scripps Oceanography, Pumpen von Wasser aus dem Pazifik in einem Wellenkanal 33 Meter (108-Fuß) lang. Dieser Tank ist ausgestattet mit einem Brett "Schwarm", das als eine Welle Pause, Generierung von Gischt fungiert.

Das System ermöglicht Forschern zu isolieren ihre Proben und haben mehr Kontrolle über Variablen, die Einfluss auf die Produktion, die Größe und die Chemie der Gischt (die Partikel von Salz, Staub, Bakterien und sogar Viren besteht). [Simulation Gischt Climate Mystery (Galerie) lösen]

Das Labor hat Luftfilter, Verschmutzung zu entfernen, und 3.000 Gallonen Wellenkanal ist mit einem Deckel ausgestattet, um die gefilterte Luft zu Kapseln. Prather will Basisdaten für die chemischen Eigenschaften der Gischt allein zu bekommen.

"Wissenschaftler über den Ozeanen auf Schiffen erloschen sind," sagte sie. "Wir haben es uns etwa 10-Mal getan. Und Sie gehen und Sie versuchen, zu messen, was aus dem Meer bekommt. Und es stellt sich heraus, dass es gibt soviel andere Sachen in der Atmosphäre. Hier finden Sie die menschliche Komponente, die Verschmutzung durch Menschen. Hier finden Sie Staub. Gischt finden Sie hier. Das Problem ist, es ist alles durcheinander. Und so versucht, gerade was unternimmt, der Ozean zu entwirren ist fast unmöglich. Und hier haben wir also den Kopfraum evakuiert. Die Luft ist sauber. Alle diese Luftfilter sind eigentlich Partikel Luftreinigung. Es gibt also nichts, außer wenn die Welle bricht. Und das Ziel in unseren Experimenten ist zu verstehen, was aus dem Meer selbst kommt."


Neue Augen für ein altes problem

Die NSF center Prather führt, zusammen mit Co-Regisseur Vicki Grassian von der University of Iowa, vereint Top-Wissenschaftler aus neun verschiedenen Universitäten landesweit erstelle ich "new Eyes für ein sehr altes Problem" sagte sie. "Jedes Mal, wenn wir eine Messung machen wir etwas Neues lernen."

Mit seinem Micro-Ozean-System können diese Forscher fügen Sie Variablen, die die unzähligen menschlichen und natürlichen Einflüsse in der realen Welt zu reflektieren und ihre Auswirkungen auf die Sea Spray Zusammensetzung zu messen. Beispielsweise können sie spike das Wasser mit Nährstoffen oder Schadstoffe oder die Temperatur zu ändern.

Spick das Wasser mit Nährstoffen stimuliert einen Prozess, der eine Phytoplanktonblüte der Art führen kann, die immer häufiger durch Landwirtschaft Abfluss geworden ist.

Das Team im vergangenen Jahr veröffentlicht einer Studie, die zeigt, dass starke Konzentrationen von Bakterien im Wasser führt zu einer Reduktion in der Gischt Fähigkeit, Wolken bilden. Fünf Tage lang verändert das Team systematisch das Schwemmwasser Ökosystem durch Zugabe von verschiedenen Kombinationen von Meeresbakterien und Phytoplankton. Das System hydraulische Paddel geschoben Wellen, über die künstliche Untiefe zu brechen, und Instrumente analysiert die Chemie des Meerwassers, Luft und Aerosole.

Bildung von Wolken, oder nicht

Die Forscher fanden heraus, dass die Zusammensetzung der Aerosole auf Art und Weise geändert, die ihre Fähigkeit, Wolken bilden reduziert. Eines Tages, nachdem sie neue Kulturen hinzugefügt Versuche zeigten Bakterien stieg das Fünffache und Cloud seeding Potenzial sank um etwa ein Drittel. Zur gleichen Zeit fiel die Konzentration von Phytoplankton, zusammen mit der das Pigment Chlorophyll-a. Dies ist eine wichtige Erkenntnis wegen der Art, die Wissenschaftler derzeit biologische Aktivität zu messen. Instrumente auf Satelliten suchen biologische Aktivität durch die Messung der Farbe der Oberfläche des Meeres – das ändert sich mit Ebenen von Chlorophyll-a. Das Center Experimente zeigen, dass solche Bewertungen Blüten anderer Organismen wie Bakterien verpassen könnte. [Wie bilden Wolken?]

Das Center findet auch Beweis, dass Aerosole Niederschläge verteilen können. Prather der Hoffnung ist, dass das Team die Ergebnisse eines Tages in Klima einfließen werden und Wettervorhersage-Modelle, die Regionen helfen könnte besser antizipieren und befassen sich mit Problemen von Trockenheit bis hin zu extremen stürmen.

Ergebnisse könnten eines Tages auch auch helfen, relativ schnelle Methoden zur Abschwächung der Auswirkungen der Klimaerwärmung zu entwickeln.

"Wenn wir herausfinden können, welche Aerosole vielleicht unserer Atmosphäre Erwärmung sind, können wir diese Aerosole relativ schnell zu entfernen – oder wir können einfach aufhören, emittieren sie alle zusammen" Prather sagte. "Und wir können unsere Temperaturen auf einer viel schnelleren Zeitskala in unserem Leben ändern. Wir würden auf Zeitskalen von Monaten im Vergleich zu Hunderten von Jahren Änderungen vornehmen können."

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