A legfényesebb naplementékben, a felhős égboltokban és azokban a napokban, amikor mindenki köhög, van valami közös: mindezt az aeroszolok, a levegőben lebegő apró részecskék okozzák. Az aeroszolok lehetnek apró cseppek, porszemcsék, finom fekete széndarabkák és egyéb anyagok, amelyek a légkörben lebegnek, és megváltoztatják a bolygó teljes energiaegyensúlyát.
Az aeroszolok óriási hatással vannak a bolygó éghajlatára. Egyesek, mint a fekete és a barna szén, felmelegítik a Föld légkörét, míg mások, mint a szulfátcseppek, lehűtik. A tudósok úgy vélik, hogy általában az aeroszolok teljes spektruma végül kissé lehűti a bolygót. De még mindig nem teljesen világos, milyen erős ez a hűtőhatás, és mennyit fejlődik napok, évek vagy évszázadok során.
Mik azok az aeroszolok?
Az „aeroszol” kifejezés a sokféle apró részecskére utal, amelyek az atmoszférában szuszpendálnak, annak legkülső szélétől a bolygó felszínéig. Lehetnek szilárdak vagy folyékonyak, végtelenül kicsik vagy elég nagyok ahhoz, hogy szabad szemmel is láthatóak legyenek.
Az „elsődleges” aeroszolok, mint a por, korom vagy tengeri só, közvetlenül a bolygó felszínéről származnak. A széllökések a légkörbe emelik, a felrobbanó vulkánok a magasba emelik őket, vagy füstkéményekből és tüzekből lövik ki őket. „Másodlagos” aeroszolok keletkeznek, amikor a légkörben lebegő különféle anyagok – például a növények által kibocsátott szerves vegyületek, folyékony savcseppek vagy más anyagok – ütköznek, ami kémiai vagy fizikai reakciót eredményez. A másodlagos aeroszolok például létrehozzák azt a ködöt, amelyről az Egyesült Államokban található Great Smoky Mountains elnevezést kapta.
Az aeroszolok természetes és antropogén forrásokból egyaránt kibocsáthatók. Például sivatagokból, száraz folyópartokból, száraz tavakból és sok más forrásból felszáll a por. A légköri aeroszolkoncentráció az éghajlati események hatására emelkedik és csökken; a bolygó történetének hideg, száraz időszakaiban, például az utolsó jégkorszakban, több por volt a légkörben, mint a Föld történetének melegebb időszakaiban. De az emberek befolyásolták ezt a természetes körforgást – a bolygó egyes részeit tevékenységünk termékei szennyezték, míg mások túlzottan nedvesek lettek.
A tengeri sók az aeroszolok másik természetes forrása. A szél és a tengeri permet kifújja őket az óceánból, és általában kitöltik a légkör alsó részeit. Ezzel szemben az erősen robbanásveszélyes vulkánkitörések bizonyos típusai részecskéket és cseppeket lövellhetnek a magas légkörbe, ahol hónapokig vagy akár évekig lebeghetnek a Föld felszínétől sok mérföldre felfüggesztve.
Az emberi tevékenység számos különböző típusú aeroszolt termel. A fosszilis tüzelőanyagok elégetése során üvegházhatású gázoknak nevezett részecskék keletkeznek – így minden autó, repülőgép, erőmű és ipari folyamat olyan részecskéket termel, amelyek felhalmozódhatnak a légkörben. A mezőgazdaság port és egyéb termékeket, például aeroszolos nitrogéntermékeket termel, amelyek befolyásolják a levegő minőségét.
Általánosságban elmondható, hogy az emberi tevékenység megnövelte a légkörben lebegő részecskék teljes mennyiségét, és jelenleg körülbelül kétszer annyi por van, mint a 19. században. Az ipari forradalom óta körülbelül 2,5%-kal nőtt a „PM2,5”-ként emlegetett anyagok nagyon kicsi (60 mikronnál kisebb) részecskéinek száma. Más aeroszolok, például az ózon mennyisége is megnövekedett, ami súlyos egészségügyi következményekkel jár az emberekre szerte a világon.
A levegőszennyezés összefüggésbe hozható a szívbetegség, a stroke, a tüdőbetegség és az asztma megnövekedett kockázatával. Egyes közelmúltbeli becslések szerint a levegőben lévő finom részecskék 2016-ban több mint négymillió korai halálesetért voltak felelősek világszerte, és a gyermekeket és az időseket érintették a leginkább. A finom részecskéknek való kitettség egészségügyi kockázatai Kínában és Indiában a legmagasabbak, különösen a városi területeken.
Hogyan hatnak az aeroszolok az éghajlatra?
Az aeroszolok két fő módon befolyásolják az éghajlatot: megváltoztatják a légkörbe belépő vagy onnan kilépő hő mennyiségét, és befolyásolják a felhők kialakulását.
Egyes aeroszolok, mint a zúzott kövekből származó sokféle por, világos színűek, sőt kissé visszaverik a fényt. Amikor rájuk esik a napsugarak, visszaverik a sugarakat a légkörből, így megakadályozzák, hogy ez a hő elérje a Föld felszínét. De ennek a hatásnak negatív kijelentése is lehet: a Pinatubo-hegy kitörése a Fülöp-szigeteken 1991-ben a magas sztratoszférába 1,2 négyzetmérföldnyi területnek megfelelő mennyiségű apró fényvisszaverő részecskét dobott. ami ezt követően a bolygó két éven át meg nem szűnő lehűlését okozta. A Tambora vulkán 1815-ös kitörése pedig szokatlanul hideg időjárást okozott Nyugat-Európában és Észak-Amerikában 1816-ban, ezért kapta a „Nyár nélküli év” becenevet – olyan hideg és borongós volt, hogy Mary Shelley-t is megihlette a gótika megírására. regény Frankenstein.
De más aeroszolok, például az elégetett szénből vagy fából származó kis fekete szénrészecskék fordítva működnek, elnyelik a nap hőjét. Ez végül felmelegíti a légkört, bár lehűti a Föld felszínét a napsugarak lassításával. Általánosságban elmondható, hogy ez a hatás valószínűleg gyengébb, mint a legtöbb egyéb aeroszol által okozott hűtés – de mindenképpen van hatása, és minél több szénanyag halmozódik fel a légkörben, annál jobban felmelegszik a légkör.
Az aeroszolok a felhők kialakulását és növekedését is befolyásolják. A vízcseppek könnyen összeforrnak a részecskék körül, így az aeroszol részecskékben gazdag légkör kedvez a felhőképződésnek. A fehér felhők visszaverik a beérkező napsugarakat, megakadályozva, hogy elérjék a felszínt, és felmelegítsék a földet és a vizet, ugyanakkor elnyelik a bolygó által folyamatosan kisugárzott hőt, csapdába ejtve azt az alsó légkörben. A felhők típusától és elhelyezkedésétől függően felmelegíthetik vagy lehűthetik a környezetet.
Az aeroszolok számos különféle hatást fejtenek ki a bolygón, és az emberek közvetlenül befolyásolják jelenlétüket, mennyiségüket és eloszlásukat. És bár az éghajlati hatások összetettek és változóak, az emberi egészségre gyakorolt hatások egyértelműek: minél több finom részecske van a levegőben, annál jobban károsítja az emberi egészséget.