Самыя яркія закаты, пахмурнае неба і дні, калі ўсе кашляюць, маюць нешта агульнае: усё гэта з-за аэразоляў, драбнюткіх часціц, якія лунаюць у паветры. Аэразолі могуць быць малюсенькімі кропелькамі, часцінкамі пылу, кавалачкамі тонкага сажы і іншымі рэчывамі, якія лунаюць у атмасферы і змяняюць увесь энергетычны баланс планеты.
Аэразолі аказваюць велізарны ўплыў на клімат планеты. Некаторыя, як чорны і карычневы вуглярод, саграваюць атмасферу Зямлі, а іншыя, як кроплі сульфату, астуджаюць яе. Навукоўцы мяркуюць, што ў цэлым увесь спектр аэразоляў у выніку трохі астуджае планету. Але да гэтага часу не зусім ясна, наколькі моцны гэты астуджальны эфект і наколькі ён прагрэсуе на працягу некалькіх дзён, гадоў ці стагоддзяў.
Што такое аэразолі?
Тэрмін «аэразоль» з'яўляецца універсальным для многіх відаў дробных часціц, якія знаходзяцца ва ўзважаным стане ў атмасферы, ад яе самых вонкавых краёў да паверхні планеты. Яны могуць быць цвёрдымі або вадкімі, бясконца малымі або досыць вялікімі, каб іх можна было ўбачыць няўзброеным вокам.
«Першасныя» аэразолі, такія як пыл, сажа або марская соль, паступаюць непасрэдна з паверхні планеты. Яны падымаюцца ў атмасферу парывістым ветрам, узлятаюць высока ў паветра выбухаючымі вулканамі або вылятаюць з дымавых труб і вогнішчаў. «Другасныя» аэразолі ўтвараюцца пры сутыкненні розных рэчываў, якія лунаюць у атмасферы, напрыклад, арганічных злучэнняў, якія выдзяляюцца раслінамі, кропель вадкай кіслаты або іншых матэрыялаў, што прыводзіць да хімічнай або фізічнай рэакцыі. Другасныя аэразолі, напрыклад, ствараюць дымку, з-за якой і атрымалі назву Вялікія дымныя горы ў Злучаных Штатах.
Аэразолі вылучаюцца як з прыродных, так і з антрапагенных крыніц. Напрыклад, пыл падымаецца з пустыняў, сухіх берагоў рэк, сухіх азёр і многіх іншых крыніц. Канцэнтрацыі аэразоляў у атмасферы растуць і падаюць з кліматычнымі з'явамі; падчас халодных сухіх перыядаў у гісторыі планеты, такіх як апошні ледніковы перыяд, у атмасферы было больш пылу, чым у больш цёплыя перыяды гісторыі Зямлі. Але людзі паўплывалі на гэты прыродны цыкл - некаторыя часткі планеты забрудзіліся прадуктамі нашай дзейнасці, а іншыя сталі празмерна вільготнымі.
Марскія солі - яшчэ адна прыродная крыніца аэразоляў. Яны выдзімаюцца з акіяна ветрам і марскімі пырскамі і імкнуцца запоўніць ніжнія часткі атмасферы. Наадварот, некаторыя тыпы вельмі выбуховых вулканічных вывяржэнняў могуць выкідваць часціцы і кроплі высока ў верхнія слаі атмасферы, дзе яны могуць плаваць на працягу некалькіх месяцаў ці нават гадоў, падвешаныя за шмат міль ад паверхні Зямлі.
Дзейнасць чалавека стварае мноства розных тыпаў аэразоляў. Пры спальванні выкапнёвага паліва ўтвараюцца часціцы, добра вядомыя як парніковыя газы - такім чынам, усе аўтамабілі, самалёты, электрастанцыі і прамысловыя працэсы вырабляюць часціцы, якія могуць назапашвацца ў атмасферы. Сельская гаспадарка вырабляе пыл, а таксама іншыя прадукты, такія як аэразольныя азотныя прадукты, якія ўплываюць на якасць паветра.
У цэлым чалавечая дзейнасць павялічыла агульную колькасць часціц, якія лунаюць у атмасферы, і цяпер пылу прыкладна ўдвая больш, чым у 19 стагоддзі. Колькасць вельмі дробных (менш за 2,5 мікрон) часціц матэрыялу, які звычайна называюць «PM2,5», павялічылася прыкладна на 60% пасля прамысловай рэвалюцыі. Іншыя аэразолі, такія як азон, таксама павялічыліся, што прывяло да сур'ёзных наступстваў для здароўя людзей ва ўсім свеце.
Забруджванне паветра звязана з павышаным рызыкай сардэчных захворванняў, інсульту, захворванняў лёгкіх і астмы. Паводле апошніх ацэнак, дробныя часціцы ў паветры сталі прычынай больш чым чатырох мільёнаў заўчасных смерцяў ва ўсім свеце ў 2016 годзе, і найбольш пацярпелі дзеці і пажылыя людзі. Рызыкі для здароўя ад уздзеяння дробных часціц самыя высокія ў Кітаі і Індыі, асабліва ў гарадах.
Як аэразолі ўплываюць на клімат?
Аэразолі ўплываюць на клімат двума асноўнымі спосабамі: змяняючы колькасць цяпла, якое паступае ў атмасферу або выходзіць з яе, і ўплываючы на фарміраванне аблокаў.
Некаторыя аэразолі, як і многія віды пылу з дробненых камянёў, маюць светлы колер і нават злёгку адлюстроўваюць святло. Калі сонечныя прамяні падаюць на іх, яны адлюстроўваюць прамяні назад ад атмасферы, не даючы гэтаму цяплу дасягнуць паверхні Зямлі. Але гэты эфект можа мець і негатыўны адценне: вывяржэнне гары Пінатуба на Філіпінах у 1991 годзе выкінула ў высокую стратасферу колькасць драбнюткіх святлоадбіваючых часціц, эквівалентную плошчы 1,2 квадратных мілі, што пасля выклікала пахаладанне планеты, якое не спынялася два гады. А вывяржэнне вулкана Тамбора ў 1815 годзе выклікала незвычайна халоднае надвор'е ў Заходняй Еўропе і Паўночнай Амерыцы ў 1816 годзе, таму яго празвалі «годам без лета» - яно было настолькі халодным і змрочным, што нават натхніла Мэры Шэлі напісаць сваю гатычную раман Франкенштэйн.
Але іншыя аэразолі, такія як дробныя часціцы сажы са спаленага вугалю або драўніны, працуюць наадварот, паглынаючы цяпло ад сонца. Гэта ў канчатковым рахунку награвае атмасферу, хоць і астуджае паверхню Зямлі, запавольваючы сонечныя прамяні. Увогуле, гэты эфект, верагодна, слабейшы, чым астуджэнне, выкліканае большасцю іншых аэразоляў, - але гэта, безумоўна, мае эфект, і чым больш вугляроду назапашваецца ў атмасферы, тым больш атмасфера награваецца.
Аэразолі таксама ўплываюць на фарміраванне і рост аблокаў. Кроплі вады лёгка зліваюцца вакол часціц, таму атмасфера, багатая аэразольнымі часціцамі, спрыяе ўтварэнню воблакаў. Белыя аблокі адлюстроўваюць сонечныя прамяні, якія паступаюць, не даючы ім дасягнуць паверхні і нагрэць зямлю і ваду, але яны таксама паглынаюць цяпло, якое пастаянна выпраменьвае планета, затрымліваючы яе ў ніжніх пластах атмасферы. У залежнасці ад тыпу і размяшчэння аблокаў яны могуць альбо саграваць наваколле, альбо астуджаць яго.
Аэразолі аказваюць складаны набор розных уздзеянняў на планету, і людзі непасрэдна ўплываюць на іх прысутнасць, колькасць і распаўсюджванне. І хаця ўздзеянне клімату складанае і зменлівае, наступствы для здароўя чалавека відавочныя: чым больш дробных часціц у паветры, тым больш шкоды яно наносіць здароўю чалавека.