Χαρακτηριστικά σκέδασης και απορρόφησης αερολυμάτων πάνω από τη λεκάνη Ινδο-Γάγγη:Επιπτώσεις στην ακτινοβολία
Τα ατμοσφαιρικά αερολύματα, τόσο διασκορπιστικοί όσο και απορροφητικοί τύποι, που προέρχονται από διαφορετικές φυσικές και ανθρωπογενείς πηγές εκπομπών είναι γνωστό ότι επηρεάζουν τον προϋπολογισμό ακτινοβολίας της Γης μέσω άμεσων και έμμεσων επιδράσεων, οι οποίες με τη σειρά τους επηρεάζουν τον περιφερειακό υδρολογικό κύκλο και το κλιματικό σύστημα της Γης. Παρά τη σημαντική συμβολή τους στις ακτινοβολίες και τις κλιματικές επιπτώσεις, αυτά τα σωματίδια αερολύματος μπορούν επίσης να επηρεάσουν ουσιαστικά την ποιότητα του αέρα στην περιοχή και την ανθρώπινη υγεία.
Πολλές πόλεις της Ινδίας, ειδικά εκείνες πάνω από τη λεκάνη Ινδο-Γάγγης (IGB) στη βόρεια Ινδία, είναι από τις πιο μολυσμένες πόλεις στον κόσμο. Έχει δοθεί σημαντική εστίαση στους χαρακτηρισμούς αερολυμάτων στην περιοχή λόγω της τεράστιας και ποικίλης επιβάρυνσης αερολυμάτων από πολλαπλές εκπομπές, της μοναδικής τοπογραφίας, της περιφερειακής μετεωρολογίας, της κοινωνικοοικονομικής ανάπτυξης και της ανθρώπινης συμπεριφοράς.
Το Νέο Δελχί, μια αστική μεγαλούπολη που βρίσκεται στο βορειοδυτικό τμήμα του IGB, υποφέρει από την έντονη πίεση από την αστικοποίηση, την εκβιομηχάνιση και τον πυκνό πληθυσμό. Ολόκληρη η περιοχή, συμπεριλαμβανομένου του Δελχί, βίωσε τις βελτιώσεις στις εκπομπές αεροζόλ κυρίως από ανθρωπογενείς πηγές, ορυκτά καύσιμα, καύση βιοκαυσίμων/βιομάζας, που μαζί με τη μεγάλης εμβέλειας μεταφορά αερολυμάτων φυσικής σκόνης από τις γύρω περιοχές της ερήμου έχουν οδηγήσει σε έντονα θολή ατμόσφαιρα. Κατά συνέπεια, αυτά τα αερολύματα μπορούν να τροποποιήσουν έντονα το περιφερειακό κλίμα μέσω δυνάμεων ακτινοβολίας και αλλαγών στη μικροφυσική των νεφών και στις διεργασίες των μουσώνων.
Το μέγεθος και το πρόσημο της δυνάμεως ακτινοβολίας αερολύματος καθορίζονται κυρίως από τα χαρακτηριστικά σκέδασης και απορρόφησης των αερολυμάτων, τα οποία παίζουν καθοριστικό ρόλο στο μοντέλο μεταφοράς ακτινοβολίας για την αντιμετώπιση των αλληλεπιδράσεων αερολύματος-νέφους-κλίματος και το κύριο ερευνητικό θέμα ενός πρόσφατου άρθρου που δημοσιεύτηκε σε Διεθνές Περιοδικό «Atmospheric Research» από τον Δρ. Atul Kumar Srivastava, ανώτερο επιστήμονα από το Ινδικό Ινστιτούτο Τροπικής Μετεωρολογίας και την ομάδα του.
Βάσει διαφορετικών in-situ μετρήσεις, χαρακτηριστικά σκέδασης αερολύματος και απορρόφησης διερευνήθηκαν ταυτόχρονα σε μια αστική μεγαλούπολη Δελχί κατά την περίοδο από τον Οκτώβριο του 2011 έως τον Σεπτέμβριο του 2012 (βλ. Εικ. 2). Ο Δρ. Σριβαστάβα και η ομάδα του έκαναν μια πρώτη προσπάθεια να κατανοήσουν τις πιθανές επιπτώσεις των κρίσιμων οπτικών παραμέτρων αερολύματος στην άμεση εξαναγκασμό αερολύματος από αυτή τη θέση. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το μέγεθος του συντελεστή σκέδασης (σsp ~710±615 Mm) ήταν περίπου δέκα φορές υψηλότερος από τον συντελεστή απορρόφησης (σabs ~67±40 Mm) κατά τη διάρκεια ολόκληρης της περιόδου μελέτης.
Εποχικά και τα δύο σsp και σabs ήταν σημαντικά υψηλότερες (περίπου διπλάσιες) κατά τις περιόδους του χειμώνα/μετά τους μουσώνες σε σύγκριση με το καλοκαίρι, γεγονός που οδήγησε σε single scattering albedo (SSA) κατά ~5%. Σημαντική ψύξη (-61 Wm) παρατηρήθηκε στην επιφάνεια και θέρμανση (42 Wm) στην ατμόσφαιρα (πιο έντονη κατά την περίοδο καλοκαιριού/μουσώνων), η οποία άσκησε ρυθμό ατμοσφαιρικής θέρμανσης 1,18 K ημέρα. Η παρατηρούμενη μεγάλη ψύξη στην επιφάνεια και η ισχυρή θέρμανση στην ατμόσφαιρα μπορεί να επηρεάσει έντονα τη δυναμική της ατμόσφαιρας, η οποία μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις στο περιφερειακό κλίμα και στα συστήματα κυκλοφορίας των μουσώνων.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Scattering and absorption features of aerosols at a urban megacity over IGB:Implications to radiative forcing, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Atmospheric Research . Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους A. K. Shrivastava, D. S. Bisht, N. Kishore και S. Tiwari από το Indian Institute of Tropical Meteorology, Sachchidananand Singh από το CSIR-National Physical Laboratory και V. K. Soni και Siddhartha Singh από το Μετεωρολογικό Τμήμα της Ινδίας. P>
