Ученые из Финляндии и США провели компьютерное моделирование, чтобы исследовать влияние летучих органических соединений, выделяемых растениями при атаке насекомых, на образование облаков и рассеяние солнечного излучения. Это исследование может помочь улучшить климатические модели и прогнозирование атмосферных процессов, особенно в регионах с проблемами вредителями.
Возникновение атмосферных аэрозолей обусловлено как природными факторами (пыльные бури, лесные пожары, вулканические извержения), так и деятельностью человека — промышленностью, сжиганием топлива, строительством. Аэрозоли оказывают влияние на климат, рассеивая и поглощая солнечное излучение, а также формируя облака. Точная величина их воздействия на климат пока не определена, что вносит неопределенность в оценку радиационного баланса Земли (разницы между поглощенным и испущенным излучением).
Растения способны создавать аэрозоли косвенным путем. Для защиты от жары, взаимодействия с окружающими организмами (например, привлечение насекомых-опылителей) и реакции на стресс растения выделяют летучие органические соединения. В атмосфере эти соединения окисляются и превращаются в вторичные органические аэрозольные частицы.
Международная группа ученых провела компьютерное моделирование и оценила влияние выброса ЛОС из-за стресса, вызванного поражением насекомыми-вредителями, на локальное изменение атмосферы над лесом. Результаты применения глобальной аэрозольно-климатической модели ECHAM-HAMMOZ авторы опубликовали в статье. опубликованной в журнале Journal of Geophysical Research: Atmospheres.
Учёные смоделировали поражение насекомыми хвойных и лиственных деревьев тайги от 10 до 100%. По результатам моделирования, уже при 25-процентном заражении количество органических аэрозольных частиц увеличивается на 50% по сравнению с здоровым лесом, а при полном заражении — на 120%.
Аэрозольные частицы действуют как ядра конденсации для молекул воды. Это увеличивает количество облачных капель над лесом на 30-50 процентов и поднимает их высоту образования. Из-за этого может измениться альбедо облаков, что усилит их охлаждающий эффект. В то же время органические аэрозольные частицы усиливают рассеяние солнечного излучения, что потенциально повысит среднюю температуру леса на один-полтора градуса Цельсия при поражении всех растений.
По утверждению авторов исследования, региональные изменения не будут происходить мгновенно. Теперь климатические модели смогут учитывать выбросы вторичных органических аэрозолей в областях с вредителями насекомых, что позволит более точно смоделировать локальные атмосферные процессы и климат Земли.