Следы кораблей — это облака , которые образуются вокруг выхлопных газов, выпущенных кораблями в неподвижный океанский воздух. [1] Молекулы воды собираются вокруг мельчайших частиц ( аэрозолей ) из выхлопных газов, образуя зародыш облака . Все больше и больше воды скапливается на зародыше, пока не образуется видимое облако. В случае следов кораблей семена облака растягиваются по длинной узкой траектории, по которой ветер разнес выхлопные газы корабля, поэтому полученные облака напоминают длинные струны над океаном. [2] Следы кораблей — это тип однородного облака. [3]
В 1965 году на снимках со спутника TIROS VII были обнаружены первые «аномальные линии облаков» . Была выдвинута гипотеза, что наиболее вероятной причиной были выхлопы кораблей. [4] Многие исследования с тех пор подтвердили причину, и теперь их называют следами кораблей. Ученые вскоре поняли, что климатические воздействия аэрозолей могут оказывать большое влияние на климат через эффект Туоми , [5] и что следы кораблей стали прекрасной лабораторией для их исследований. [ требуется цитата ]
Ученые, изучающие, как аэрозоли, производимые человеком, влияют на формирование облаков, наблюдают за траекториями кораблей, поскольку в большинстве городских районов они не могут точно определить, как загрязняющие вещества способствуют формированию облаков, поскольку атмосфера над сушей слишком бурная. Напротив, корабли выпускают свои выхлопы в относительно чистый и неподвижный морской воздух, где ученым легче измерить влияние выбросов ископаемого топлива на формирование облаков. [ необходима цитата ]
В целом, воздух над океанами страдает от меньшей турбулентности и конвекции , чем воздух над сушей. Нижняя атмосфера особенно спокойна над восточной частью Тихого океана летом из-за слоя горячего воздуха, который оседает на высоте 500–700 метров над этим регионом океана. Этот эффект создает температурную инверсию , накладывая колпак на более холодный воздух внизу, задерживая загрязняющие вещества и водяной пар. Хотя инверсия ответственна за смог, который снижает качество воздуха в Лос-Анджелесе , она также позволяет формировать долгоживущие следы кораблей. Частицы, вырывающиеся из дымовых труб кораблей, попадают в воздух над восточной частью Тихого океана и создают длинные, тонкие облака, которые остаются там в течение нескольких дней. Эти облака относятся к типу, известному как homomutatus . [3]
Предполагается, что диоксид серы, выбрасываемый из дымовых труб кораблей , может образовывать сульфатные аэрозольные частицы в атмосфере, которые делают облака более отражающими, несут больше воды и, возможно, прекращают выпадать осадки . [6] Это рассматривается как доказательство того, что люди на протяжении поколений создавали и изменяли облака посредством сжигания ископаемого топлива. [ требуется ссылка ]
Хотя следы кораблей иногда можно увидеть, исследователи обычно сканируют ближний инфракрасный свет, исходящий от облаков. На этой длине волны многие следы кораблей выглядят как яркие линии, которые можно отличить от окружающих, незагрязненных облаков. В среднем, загрязненные облака отражают больше солнечного света, чем их незатронутые аналоги. [ необходима цитата ]
По сравнению с обычными облаками, количество капель воды на объем воздуха в следах кораблей увеличивается более чем вдвое, радиус капель уменьшается примерно на шесть процентов, а общий объем жидкой воды на объем воздуха увеличивается вдвое. [ противоречиво ] [ необходима цитата ] Другими словами, это чрезмерное засев облаков с корабля заставляет облака удерживать больше воды. Обычно дождь образуется, когда капли облаков коагулируют и достигают размера, при котором гравитация может притянуть их к земле. Однако в следах кораблей засев облаков делает капли настолько маленькими, что они больше не могут легко объединиться, чтобы достичь размера, необходимого для выхода. Поскольку из засеянных облаков не выходит морось , жидкая вода просто продолжает накапливаться в облаке. Это делает облако ярче и лучше отражающим входящий солнечный свет, особенно в ближней инфракрасной части спектра. [ необходима цитата ]
Открытия, полученные в результате спутниковых наблюдений за несколькими сотнями траекторий кораблей с 2006 по 2009 год, показали, что приблизительно 25% имели более низкое альбедо облаков (отражательную способность), чем окружающие незагрязненные облака. [7] Эти более тусклые траектории кораблей, как правило, имели значительно меньше воды, несмотря на сильное подавление осадков аэрозольным шлейфом. [8] Предполагается, что более тусклые траектории кораблей возникают, когда воздух над вершинами облаков достаточно сухой. Более мелкие капли в загрязненных облаках усиливают испарение и захват верхней части облаков. Таким образом, загрязненные облака поглощают большую часть вышележащего сухого воздуха, заставляя их интенсивно испаряться и истончаться в сухих метеорологических условиях. Во влажной/нестабильной атмосфере эффект захвата меньше, и загрязняющие вещества от корабля заставляют облака уплотняться, а альбедо увеличиваться. [9]
В рамках стратегии по сокращению выбросов с судов Международная морская организация в 2020 году ввела глобальный стандарт, требующий снижения содержания серы в топливе на 86%. [10] Исследование НАСА показало, что частота следования судов сократилась до самого низкого уровня за десятилетия в основном из-за глобальных стандартов 2020 года и в меньшей степени из-за торговых сбоев, связанных с пандемией COVID-19 . [10] [11]
