Kredit:Unsplash/CC0 Public Domain
Medan den asiatiska monsunen för med sig regn som är avgörande för jordbruksekonomin i den stora regionen, är den också känd för att suga upp kemiska föroreningar i den övre atmosfären som påskyndar klimatförändringarna.
Forskare väntar ivrigt på resultaten av ett USA-ledt internationellt projekt som försöker bekräfta tidigare rön publicerade i Science att föroreningar som genereras av mänsklig aktivitet transporteras uppåt av monsunsystemet och påverkar atmosfärens kemi och i sin tur förändrar klimatet.
Atmosfärskemi är studiet av komponenterna i planetariska atmosfärer, som inkluderar troposfären – det skikt av atmosfären som är närmast jorden – stratosfären och andra övre atmosfärskikt.
Laura Pan är en huvudutredare för projektet och en forskare vid US National Center for Atmospheric Research, som leder Asian Summer Monsoon Chemical and Climate Impact Project (ACCLIP) tillsammans med National Aeronautics and Space Administration (NASA).
ACCLIP undersöker hur gas- och aerosolutsläpp påverkar global kemi och klimat.
"Under de senaste decennierna har satelliter avslöjat att monsunen skapar ett distinkt lager av kemikalier cirka 16 kilometer över jorden, men vi vet väldigt lite om dess sammansättning och utveckling," sa Pan till SciDev.Net.
"ACCLIP kommer att ge oss en möjlighet att prova vad som finns där, men vi vet att oavsett sammansättning så ansluter det till klimatet."
Studerar himlen
Det månadslånga projektet involverar forskare från Korea, Japan, Italien och Tyskland, som kommer att fokusera på monsunens kraftfulla cirkulation och prova de kemiska föroreningarna som dras uppåt i den högre atmosfären där de påverkar nederbörden över Asien på olika sätt – vilket leder till till både översvämningar och torka.
Forskare, som använder flygplan baserade på den amerikanska flygbasen i Sydkorea, kommer att flyga genom områden med sämst luftkvalitet – som råkar vara där den asiatiska monsunen inträffar. Forskare tror att medan regnet öser neråt sugs ett stort antal kemiska föroreningar in i den övre atmosfären av vindsystem och att deras reaktioner med varandra är kopplade till klimatförändringar.
Bevis på att den sydasiatiska monsunen transporterar föroreningar så högt som stratosfären fanns först tillgängligt 2015 när ett liknande experiment, med forskningsflygplan som flyger in i hotspots för föroreningar, utfördes av det Tyskland-baserade Max Planck Institute for Chemistry, Karlsruhe Institute of Technology och German Aerospace Centre.
Den upplyfta luften innehåller olika kemikalier och aerosoler som produceras av industri, jordbruk, fordonsutsläpp och andra mänskliga relaterade aktiviteter, tillsammans med naturliga biologiska processer.
"Forskning som gjorts hittills visar att den asiatiska sommarmonsunen lyfter förorenande gaser och aerosoler från Asiens gränsskikt till den övre atmosfären. En del av dessa föroreningar transporteras högre in i stratosfären och horisontellt till västra Stilla havet och Västafrika i form av av virvlar", säger Suvarna Fadnavis, från Indian Institute of Tropical Meteorology i Pune, till SciDev.Net.
"Dessa förorenande gaser och aerosoler påverkar strålningsbalansen och den kemiska sammansättningen av den övre troposfären och den nedre stratosfären (övre atmosfären)."
Mäta monsuner
Nedstängningar under covid-19-pandemin stoppade industri- och vägtrafiken tillfälligt, vilket minskade genereringen av föroreningar och påverkade monsunen, enligt en 2021 Environmental Research Letters studie. Forskare fann att nederbörden ökade över Sydasien, som har stått inför vattenbrist under de senaste decennierna.
I Sydasien, Östasien och Västafrika har ökningar av monsunregn på grund av global uppvärmning motverkats av minskningar av monsunregn på grund av avkylning från mänskligt orsakade aerosolutsläpp under 1900-talet, enligt en rapport från FN:s mellanstatliga panel om Klimatförändringar (IPCC).
"Forskare har varit intresserade av att veta om föroreningarna vid ytan når stratosfären under den kraftiga stigningen som sker under monsunen och det här projektet kan visa sig vara användbart", säger Jayaraman Srinivasan, en framstående forskare vid Divecha Center for Climate Change och hedersprofessor. vid Indian Institute of Science, Bangalore's Center for Atmospheric and Oceanic Sciences.
Fadnavis säger att ACCLIP-projektet kan hjälpa till att förstå "kopplingarna mellan det okända mönstret av asiatisk sommarmonsun med kemiska förändringar som sker på högre höjder över Asien-Stillahavsområdet och konsekvenserna för monsunnederbörden, extrem eller torka, ismoln, temperaturförändringar etc."
Jayanarayanan Kuttippurath, klimatforskare vid Center for Oceans, Rivers, Atmosphere and Land Sciences, Indian Institute of Technology, Kharagpur säger att vindsystem som transporterar föroreningar och fukt är ett problem för östasiatiska och sydasiatiska länder.
"Detta är särskilt viktigt för regioner som Indo-Gangetic Plain, där luftföroreningarna är mycket höga – stadsregionerna är redan stora värmeöar och ytterligare uppvärmning skulle göra livet i städerna mer eländigt", säger han.
Nyligen genomförda studier identifierade en region med hög aerosolbelastning nära tropopausen - gränsen mellan troposfären och stratosfären - kallad Asian Tropopause Aerosol Layer. Detta tjänar också till att flytta aerosoler till de övre atmosfäriska lagren där höga aerosolkoncentrationer kan påverka "strålningskraft" och kyla jordens yta.
Strålningspådrivning är ett mått på förändringen av energibalansen i atmosfären som är ett resultat av ett "pådrivande medel" – som växthusgaser och aerosoler.
Asian Summer Monsoon Chemical and Climate Impact Project kommer att studera utflödet - vinden som genereras av en storm - av den asiatiska monsuncirkulationen, som förekommer främst i den övre troposfären och stratosfären, säger Kenneth Jucks, chef för Upper Atmosphere Research Program vid NASA .
"Eftersom vi tittar på utflödet är det idealiskt att vara utplacerad på Asiens kust för att observera över Stilla havet," sa Jucks. "Utflödet påverkas av processer som sker i stora delar av Asien, inklusive Kina, Himalaya, norra Indien och till och med Sydostasien."
Kuttippurath säger att tillförlitliga mätningar från den övre troposfären och nedre stratosfären har varit svåra att få tag på, och tillägger att "den här typen av kampanj definitivt skulle hjälpa forskare att bättre förstå kemin och dynamiken i regionen." + Utforska vidare
