アマゾンの熱帯雨林における雲と煙の相互作用
気候学者は、サイズが50ナノメートル未満の人為的起源の超微細エアロゾル粒子が降水量の大幅な増加につながる可能性があることを発見しました。この影響は、人間の影響が最も少ない地域、つまり森林や海で特に顕著である、と科学者たちはサイエンスに書いています。
雲と人為起源のエアロゾル粒子（たとえば、煙の粒子）との相互作用は、研究がかなり難しいプロセスの1つであり、天気の正確な説明と予測を妨げます。また、約100ナノメートル以上のサイズの比較的大きなエアロゾル粒子と雲との相互作用が十分に研究されている場合、過冷却雲との相互作用が弱いため、ナノメートルサイズの小さな粒子の影響は通常無視されます。しかし、対流圏にはかなりの数の粒子が存在するため、一部の科学者は、降水形成に対するそのような粒子の影響は過小評価されていると考えています。粒子は、人間の影響が最も少ない地域の非エアゾール条件で特に強くなる可能性があります。そこでは、水循環が速くなり、少量のエアロゾル粒子の影響でも降水量に大きく影響する可能性があります。
サイズが50ナノメートル未満の超微細エアロゾル粒子が降水量に及ぼす影響を評価するために、パシフィックノースウェスト国立研究所のジウェンファンが率いる米国、イスラエル、ブラジル、中国、ドイツの気候学者のグループが、アマゾンの熱帯雨林での嵐の発生に関する超微細エアロゾル。このために、科学者たちは、さまざまな画分のエアロゾルの濃度、降水量、および対流の強さの間の相関関係を確立しようとしました。科学者たちは、極超短波（1290メガヘルツ）レーダーを使用して、気流の垂直プロファイルと、高度15kmまでの対流雲の降水量を測定しました。
また、気候学者は、エアロゾル粒子のいくつかの部分の空気中の濃度を決定しました：15ナノメートル未満、15から50ナノメートル、および50ナノメートル以上。測定は2014年3月1日から5月31日まで行われました。研究の著者は、自然条件下では、このサイズの粒子は実際には形成されないが、この地域の大都市の近く、特に測定が行われたマナウスの近くにかなりの数の粒子があると述べています。
エアロゾルナノ粒子と雲との相互作用と核形成中心の形成のプロセスのスキーム
15ナノメートルを超えるすべてのエアロゾル粒子は、上昇する気流の対流の強度の増加につながることが判明しました。科学者は、上昇気流中の粒子濃度、空気の過飽和、さまざまな高さでの水滴の臨界直径について得られたデータを使用して、超微粒子が空気中に放出されるときに発生するプロセスをモデル化しました。これにより、粒子の混合が促進され、液滴（最大10倍）と氷晶（最大2倍）の濃度が増加することがわかりました。これらすべてのプロセスにより、水滴の周囲の気温が上昇し、降水量が大幅に増加します。
研究の著者は、超微粒子による最大の影響は、自然条件への人間の影響が最小限である地域で顕著であると述べています。熱帯林に加えて、そのような地域は海でもあり、その上でさまざまな起源のエアロゾル粒子が嵐の数の増加につながります。それは、海のしぶきと人為的起源の粒子の両方である可能性があり、輸送ライン上で大量に形成されます。
