Damm som blåser mot höga berg i västra Himalaya är en större faktor än man tidigare trott för att påskynda snösmältningen där, forskare visar i en studie publicerad 5 okt Naturens klimatförändringar .

Det beror på att damm - mycket av det i Himalaya - absorberar solljus, värma upp snön som omger den.

"Det visar sig att damm som blåser hundratals mil från delar av Afrika och Asien och landar på mycket höga höjder har en bred inverkan på snöcykeln i en region som är hem för en av de största massorna av snö och is på jorden, sa Yun Qian, Atmosfärsforskare vid det amerikanska energidepartementets Pacific Northwest National Laboratory.

Qian och Chandan Sarangi, tidigare postdoktor vid PNNL och nu vid Indian Institute of Technology Madras i Indien, är motsvarande författare till studien.

Mer än 700 miljoner människor i Sydostasien, såväl som delar av Kina och Indien, är beroende av snösmältning i Himalaya för mycket av sitt sötvattenbehov på sommaren och tidigt på hösten, vilket gör det brådskande för forskare att ta reda på de faktorer som påverkar tidigare snösmältning i regionen.

I en studie finansierad av NASA, Forskare analyserade några av de mest detaljerade satellitbilderna som någonsin tagits av Himalaya för att mäta aerosoler, elevation, och ytegenskaper som närvaron av damm eller föroreningar på snö.

Av damm, sot, sol och snö:Albedoeffekten

Mörka föremål på eller i snö absorberar solljus mer effektivt än ren vit snö, vars reflektionsförmåga avvärjer solljus så kraftfullt att snö kan bli bländande på en ljus, solig dag. Men snö nära ett föremål som absorberar solljus – som snö på en mörkfärgad bil där en del av taket är exponerat – värms upp och smälter snabbare än orörd snö.

Forskare använder ordet "albedo" för att diskutera hur väl en yta reflekterar solljus. Smutsig snö har en låg albedo, medan ren snö har en hög albedo. Damm och sot sänker snöns albedo, får snön att absorbera mer ljus, värms upp och smälter snö snabbare.

Albedoeffekten på höga höjder är avgörande för livet för miljontals människor som är beroende av snösmältning för sitt dricksvatten. Mörkare, smutsigare snö smälter snabbare än ren snö, ändra tidpunkten och mängden snösmältning och påverka jordbruket och andra aspekter av livet.

Den kraftfulla effekten av smutsig snö

Teamet fann att damm spelar en mycket större roll för att smälta snö än sot och andra former av föroreningar, känd som svart kol, på höjder över 4, 500 meter. Under det, svart kol dominerar.

Det är en överraskning för forskare, som noterar att mycket fler studier har utforskat rollen av svart kol än damm i snösmältning.

Dammet blåser in i västra Himalaya från väster – från Tharöknen i nordvästra Indien, från Saudiarabien och till och med från Sahara i Afrika. Dammet kommer i vindar tusentals fot höga, vid vad forskare kallar förhöjda aerosollager.

Medan ökendamm är naturligt, forskarna säger att dess utbredning i Himalaya inte är utan mänsklig påverkan. Ökande temperaturer har förändrat atmosfärens cirkulation, påverkar vindarna som kan bära damm hundratals eller tusentals mil. Ändrade markanvändningsmönster och ökande utveckling har minskat vegetationen, befriar damm som annars skulle ha varit bundet till landet.

Qian var en av de första forskarna som utvecklade sofistikerade modelleringsverktyg för att analysera hur föroreningar som damm och sot påverkar hastigheten med vilken snö smälter. Han gjorde det tidiga arbetet för mer än ett decennium sedan i bergen i västra USA.

"Det är troligt att dessa resultat översätts till andra höga bergskedjor, inklusive Klippiga bergen, Sierras och Cascades i Nordamerika och flera bergskedjor i Asien, som Caucuses och Ural, sa Qian.

Mycket av data för studien kommer från satellitbilder erhållna av flera NASA-instrument, inklusive NASA:s Cloud-Aerosol Lidar och Infrared Pathfinder Satellite Observations (CALIPSO), OMI (Ozon Monitoring Instrument), och MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer). Dessa instrument kan upptäcka damm och andra aerosoler i atmosfären, och mäta snötäckning och albedo, från hundratals mil över jorden. Utrustad med data från dessa och andra källor, PNNL-teamet gjorde omfattande datormodellering av processerna i arbetet.

Damm med uthållighet

Dammpartiklar stannar vanligtvis längre i snö än svart kol, forskarna noterade. Damm är vanligtvis lite större; det blåser inte lika lätt av snön och det faller inte lika lätt genom snö. Det finns också mycket mer av det.

"Snön i västra Himalaya minskar snabbt. Vi måste förstå varför detta händer, och vi måste förstå konsekvenserna, ", sa Sarangi. "Vi har visat att damm kan vara en stor bidragande orsak till den accelererade snösmältningen. Hundratals miljoner människor i regionen är beroende av snö för sitt dricksvatten – vi måste överväga faktorer som damm på allvar för att förstå vad som händer."

Qian noterar att när klimatet värms upp och snölinjerna rör sig högre, forskare förväntar sig att dammets roll kommer att bli ännu mer uttalad i Himalaya – en region som, bortsett från de arktiska och antarktiska områdena, innehåller den största massan av snö och is på planeten.