Sekumpulan ahli kimia atmosfera telah mendekati apa yang dianggap sebagai "Holy Grail" sains perubahan iklim: pengesanan langsung zarah biologi pertama di awan ais. Eksperimen Ice in Clouds - Layer Clouds (ICE-L) memasang spektrometer massa ke pesawat C-130 dan membuat serangkaian penerbangan berkelajuan tinggi melalui sejenis awan yang dikenali sebagai awan gelombang. Analisis kristal ais menunjukkan bahawa zarah-zarah yang memulakan pertumbuhannya terdiri dari hampir keseluruhannya dari debu atau bahan biologi seperti bakteria, spora kulat dan bahan tumbuhan. Walaupun telah lama diketahui bahawa mikroorganisma menjadi udara dan menempuh jarak yang jauh, kajian ini adalah yang pertama menghasilkan data langsung mengenai bagaimana mereka berfungsi mempengaruhi pembentukan awan.
Pasukan itu, yang diketuai oleh Kimberly Prather dan Kerri Pratt dari University of California di San Diego, Scripps Institution of Oceanography, melakukan pengukuran residu kristal ais awan in-situ dan mendapati separuh daripadanya adalah habuk mineral dan kira-kira sepertiga terdiri daripada organik ion yang dicampurkan dengan nitrogen, fosforus dan karbon - unsur khas bahan biologi.
Kepantasan analisis detik demi detik membolehkan para penyelidik membuat perbezaan antara titisan air dan zarah ais. Inti ais lebih jarang daripada nukleus titisan.
Pasukan menunjukkan bahawa kedua-dua habuk dan bahan biologi memang membentuk inti zarah-zarah ais ini, sesuatu yang sebelumnya hanya dapat disimulasikan dalam eksperimen makmal.
"Ini benar-benar semacam pengukuran grail suci bagi kami," kata Prather.
"Memahami zarah mana yang membentuk nukleus ais, dan yang mempunyai kepekatan yang sangat rendah dan secara semula jadi sukar untuk diukur, bermakna anda boleh mula memahami proses yang menghasilkan pemendakan. Segala maklumat baru yang anda dapat sangat penting. "
Hasil kajian menunjukkan bahawa zarah biologi yang tersapu ribut debu membantu mendorong pembentukan ais awan, dan bahawa wilayah asalnya membuat perbezaan. Bukti semakin menunjukkan bahawa habuk yang diangkut dari Asia dapat mempengaruhi pemendakan di Amerika Utara, misalnya.
Para penyelidik berharap dapat menggunakan data ICE-L untuk merancang kajian masa depan yang sesuai dengan peristiwa ketika zarah-zarah tersebut dapat memainkan peranan yang lebih besar dalam memicu hujan atau salji.
"Sekiranya kita memahami sumber zarah-zarah yang menumpuk awan, dan jumlah relatifnya, kita dapat menentukan kesannya terhadap iklim," kata Pratt, pengarang utama makalah tersebut.
Kesan zarah-zarah udara kecil yang disebut aerosol pada pembentukan awan merupakan aspek cuaca dan iklim yang paling sukar difahami oleh para saintis.
Dalam sains perubahan iklim, yang menghasilkan banyak unjuran dari simulasi fenomena iklim komputer, interaksi antara aerosol dan awan mewakili apa yang para saintis anggap sebagai ketidakpastian terbesar dalam memodelkan ramalan untuk masa depan.
"Dengan mengambil sampel awan secara real time dari sebuah pesawat terbang, penyiasat ini dapat memperoleh maklumat mengenai zarah ais di awan pada tahap perincian yang belum pernah terjadi sebelumnya," kata Anne-Marie Schmoltner dari Bahagian Sains Atmosfera NSF, yang membiayai penyelidikan tersebut.
Sumber: EurekAlert
