Кліматологи встановили, що ультрадисперсні аерозольні частинки антропогенного походження розміром менше 50 нанометрів можуть призводити до значного збільшення кількості опадів. Особливо цей ефект помітний в областях, найменш підданих впливу людини - лісах і океанах, пишуть вчені в.
Взаємодія хмар з аерозольними частинками антропогенного походження (наприклад, частинками диму) - один з тих процесів, які досить складно вивчати, і це заважає точному опису і прогнозуванню погоди. І якщо взаємодія відносно великих аерозольних частинок розміром близько 100 нанометрів і більше з хмарами вивчена непогано, то впливом маленьких частинок нанометрового розміру через слабку взаємодію з переохолодженими хмарами зазвичай нехтують. Тим не менш, їх у тропосфері міститься досить багато, тому деякі вчені вважають, що вплив подібних частинок на освіту опадів недооцінено. Особливо сильним вплив частинок може виявитися в безаерозольних умовах в областях, найменшою мірою схильних до впливу людини. Там кругообіг води відбувається швидше і вплив навіть невеликої кількості аерозольних частинок може сильно позначитися на кількості опадів.
Щоб оцінити вплив ультрадисперсних аерозольних частинок розміром менше 50 нанометрів на кількість опадів, група кліматологів з США, Ізраїлю, Бразилії, Китаю та Німеччини під керівництвом Цзівеня Фаня (Jiwen Fan) з Тихоокеанської північно-західної національної лабораторії досліджували вплив ультрадисперсних аерозолів на процеси зародження бурь над дощовими лісами Амазонії. Для цього вчені постаралися встановити кореляцію між концентрацією аерозолів різних фракцій, кількістю опадів та інтенсивністю конвекції. За допомогою радарів надвисокої частоти (1290 мегагерц) вчені виміряли вертикальні профілі повітряних потоків і швидкість утворення опадів у конвекційних хмарах на висотах до 15 кілометрів.
Також кліматологи визначили концентрації в повітрі кількох фракцій аерозольних частинок: менше 15 нанометрів, від 15 до 50 нанометрів і більше 50 нанометрів. Вимірювання проводилися з 1 березня по 31 травня 2014 року. Автори роботи зазначають, що в природних умовах частинки такого розміру практично не утворюються, при цьому їх досить багато поблизу великих міст у цьому районі, зокрема в околицях Манауса, де проводилися вимірювання.
Виявилося, що всі аерозольні частинки розміром понад 15 нанометрів призводять до збільшення інтенсивності конвекції висхідних потоків повітря. Отримані дані про концентрацію частинок у висхідних потоках повітря, пересичення повітря і критичного діаметру крапель води на різних висотах вчені використовували для моделювання тих процесів, які відбуваються при викиді в повітря ультрадисперсних частинок. Виявилося, що через це прискорюється перемішування частинок і збільшується концентрація рідких крапель (до 10 разів) і крижаних кристалів (до 2 разів). Всі ці процеси призводять до підвищення температури повітря навколо крапель, значного збільшення кількості опадів.
Автори роботи відзначають, що найбільший ефект від ультрадисперсних частинок помітний в тих регіонах, в яких вплив людини на природні умови мінімальний. Крім тропічних лісів, такими областями також є океани, до збільшення кількості буревіїв над якими призводять аерозольні частинки різного походження. Це можуть бути як морські бризки, так і частинки антропогенного походження, які утворюються у великій кількості над судноплавними лініями.