En parlak gün batımları, bulutlu gökyüzü ve herkesin öksürdüğü günlerin hepsinin ortak bir yanı vardır: bunların hepsi aerosoller, havada yüzen küçük parçacıklar yüzündendir. Aerosoller, atmosferde yüzen ve gezegenin tüm enerji dengesini değiştiren küçük damlacıklar, toz parçacıkları, ince siyah karbon parçacıkları ve diğer maddeler olabilir.
Aerosollerin gezegenin iklimi üzerinde büyük etkisi vardır. Bazıları, siyah ve kahverengi karbon gibi, Dünya'nın atmosferini ısıtır, diğerleri ise sülfat damlacıkları gibi soğutur. Bilim adamları, genel olarak, tüm aerosol spektrumunun sonunda gezegeni hafifçe soğutduğuna inanıyor. Ancak bu soğutma etkisinin ne kadar güçlü olduğu ve günler, yıllar veya yüzyıllar boyunca ne kadar ilerlediği hala tam olarak belli değil.
Aerosoller nelerdir?
"Aerosol" terimi, en dış kenarlarından gezegenin yüzeyine kadar atmosferde asılı duran birçok türde küçük parçacık için kullanılan bir terimdir. Katı veya sıvı, sonsuz küçük veya çıplak gözle görülebilecek kadar büyük olabilirler.
Toz, kurum veya deniz tuzu gibi “birincil” aerosoller, doğrudan gezegenin yüzeyinden gelir. Sert rüzgarlar tarafından atmosfere kaldırılırlar, patlayan volkanlar tarafından havaya yükselirler veya bacalardan ve yangınlardan fırlatılırlar. "İkincil" aerosoller, atmosferde yüzen çeşitli maddeler - örneğin bitkiler tarafından salınan organik bileşikler, sıvı asit damlacıkları veya diğer malzemeler - çarpışarak kimyasal veya fiziksel bir reaksiyona yol açtığında oluşur. Örneğin ikincil aerosoller, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Büyük Smoky Dağları'nın adını aldığı pusu yaratır.
Aerosoller hem doğal hem de antropojenik kaynaklardan yayılır. Örneğin, çöllerden, kuru nehir kenarlarından, kuru göllerden ve diğer birçok kaynaktan toz yükselir. Atmosferik aerosol konsantrasyonları, iklim olaylarıyla birlikte yükselir ve düşer; Son buzul çağı gibi gezegen tarihinin soğuk ve kurak dönemlerinde, atmosferde Dünya tarihinin daha sıcak dönemlerine göre daha fazla toz vardı. Ancak insanlar bu doğal döngüyü etkilemiştir – gezegenin bazı kısımları faaliyetlerimizin ürünleriyle kirlenirken, diğerleri aşırı derecede ıslanmıştır.
Deniz tuzları başka bir doğal aerosol kaynağıdır. Rüzgar ve deniz spreyi ile okyanustan dışarı üflenirler ve atmosferin alt kısımlarını doldurma eğilimindedirler. Buna karşılık, bazı yüksek derecede patlayıcı volkanik püskürme türleri, parçacıkları ve damlacıkları yukarı atmosfere fırlatabilir, burada aylarca hatta yıllarca yüzebilecekleri, Dünya yüzeyinden kilometrelerce uzakta asılı kalabilecekleri yerlerdir.
İnsan faaliyeti birçok farklı türde aerosol üretir. Fosil yakıtların yakılması, sera gazları olarak iyi bilinen partiküller üretir – bu nedenle tüm arabalar, uçaklar, enerji santralleri ve endüstriyel süreçler, atmosferde birikebilen partiküller üretir. Tarım, hava kalitesini etkileyen aerosol nitrojen ürünleri gibi diğer ürünlerin yanı sıra toz üretir.
Genel olarak, insan faaliyetleri atmosferde yüzen parçacıkların toplam miktarını artırdı ve şimdi 19. yüzyılda olduğundan yaklaşık iki kat daha fazla toz var. Yaygın olarak "PM2,5" olarak adlandırılan bir malzemenin çok küçük (2,5 mikrondan az) parçacıklarının sayısı, Sanayi Devrimi'nden bu yana yaklaşık %60 oranında artmıştır. Ozon gibi diğer aerosoller de arttı ve dünyadaki insanlar için ciddi sağlık sonuçları oldu.
Hava kirliliği, kalp hastalığı, felç, akciğer hastalığı ve astım riskinin artmasıyla ilişkilendirilmiştir. Bazı yeni tahminlere göre, 2016 yılında dünya çapında dört milyondan fazla erken ölümden havadaki ince parçacıklar sorumluydu ve en çok etkilenenler çocuklar ve yaşlılar oldu. İnce partiküllere maruziyetten kaynaklanan sağlık riskleri, özellikle kentsel alanlarda, Çin ve Hindistan'da en yüksektir.
Aerosoller iklimi nasıl etkiler?
Aerosoller iklimi iki ana şekilde etkiler: atmosfere giren veya çıkan ısı miktarını değiştirerek ve bulutların nasıl oluştuğunu etkileyerek.
Ezilmiş taşlardan gelen birçok toz türü gibi bazı aerosoller açık renklidir ve hatta ışığı çok az yansıtır. Güneş ışınları üzerlerine düştüğünde atmosferden gelen ışınları geri yansıtarak bu ısının Dünya yüzeyine ulaşmasını engeller. Ancak bu etkinin olumsuz bir çağrışımı da olabilir: 1991'de Filipinler'deki Pinatubo Dağı'nın patlaması, yüksek stratosfere 1,2 mil karelik bir alana eşdeğer miktarda küçük ışık yansıtan parçacıklar attı. bu da gezegenin iki yıl boyunca durmayan soğumasına neden oldu. Ve 1815'teki Tambora yanardağı patlaması, 1816'da Batı Avrupa ve Kuzey Amerika'da alışılmadık derecede soğuk havaya neden oldu, bu yüzden "Yazsız Yıl" lakaplıydı - o kadar soğuk ve kasvetliydi ki Mary Shelley'e Gotik eserini yazması için ilham verdi. roman Frankenstein.
Ancak yanmış kömür veya odundan çıkan küçük siyah karbon parçacıkları gibi diğer aerosoller, güneşten gelen ısıyı emerek tam tersi şekilde çalışır. Bu sonuçta atmosferi ısıtır, ancak güneş ışınlarını yavaşlatarak Dünya'nın yüzeyini soğutur. Genel olarak, bu etki muhtemelen diğer aerosollerin çoğunun neden olduğu soğutmadan daha zayıftır - ancak kesinlikle bir etkisi vardır ve atmosferde ne kadar fazla karbon malzemesi birikirse, atmosfer o kadar fazla ısınır.
Aerosoller ayrıca bulutların oluşumunu ve büyümesini de etkiler. Su damlacıkları parçacıkların etrafında kolayca birleşir, bu nedenle aerosol parçacıkları açısından zengin bir atmosfer bulut oluşumunu destekler. Beyaz bulutlar, gelen güneş ışınlarını yansıtarak yüzeye ulaşmalarını ve dünyayı ve suyu ısıtmasını engeller, ancak aynı zamanda gezegen tarafından sürekli olarak yayılan ısıyı emerek alt atmosferde hapseder. Bulutların türüne ve konumuna bağlı olarak çevreyi ısıtabilir veya soğutabilirler.
Aerosollerin gezegen üzerinde karmaşık ve farklı etkileri vardır ve insanlar bunların varlığını, miktarını ve dağılımını doğrudan etkilemiştir. İklim etkileri karmaşık ve değişken olsa da, insan sağlığı üzerindeki etkileri açıktır: Havadaki ince parçacıklar ne kadar çoksa, insan sağlığına o kadar çok zarar verir.