دانشمندان فقط نمونه بکر ترین هوا بر روی زمین است. در اینجا چیزی است که آنها در بر داشت.

این مقاله در اصل منتشر شد در این گفتگو. انتشار مقاله به کمک Space.com's کارشناس صدای: Op-Ed & بینش.

کاترین مور دانشجوی دکتری در جوی علم دانشگاه ایالتی کلرادو
Jun Uetake, فوق دکتری جوی دانشمند دانشگاه ایالتی کلرادو
توماس هیل دانشمند محقق دانشگاه ایالتی کلرادو

جنوب اقیانوس پهناور گروه از باز کردن آب است که گرداگرد زمین را بین قطب جنوب و در نیمکره جنوبی landmasses. آن است که cloudiest محل بر روی زمین و مقدار نور خورشید که نشان دهنده خاموش یا عبور از آن ابرها نقش شگفت انگیزی نقش مهمی در جهانی آب و هوا. آن را تحت تاثیر آب و الگوهای جریانهای اقیانوسی, یخ دریای قطب جنوب, پوشش, دریا, سطح متوسط و حتی بارش باران در مناطق استوایی.

اما با توجه به چگونه از راه دور اقیانوس جنوبی است شده اند وجود دارد بسیار کمی واقعی مطالعات ابرها وجود دارد. به دلیل این فقدان اطلاعات, مدل های کامپیوتر است که شبیه سازی حال و آینده آب و هوای overpredict چقدر نور خورشید می رسد سطح اقیانوس در مقایسه با آنچه که ماهواره ها در واقع مشاهده است. دلیل اصلی این عدم دقت است که با توجه به نحوه مدل های شبیه سازی ابرهااما هیچ کس نمی دانست دقیقا چرا ابرها شدند. برای این مدل به درستی اجرا محققان نیاز به درک چگونه ابرها بودند شکل گرفت.

به کشف آنچه که در واقع اتفاق می افتد در ابرها بیش از اقیانوس جنوبی یک ارتش کوچک از جوی دانشمندان, از جمله آمریکارفت و برای پیدا کردن چگونه و هنگامی که ابرها شکل در این دور از جهان است. آنچه ما در بر داشت تعجب آور بود — بر خلاف نیمکره شمالی اقیانوس هوایی ما نمونه بیش از اقیانوس جنوبی موجود تقریبا هیچ ذرات از زمین. این به این معنی ابرها ممکن است متفاوت از کسانی که در بالا دیگر اقیانوس و ما می توانیم با استفاده از این دانش برای کمک به بهبود مدل های آب و هوا.

یخ ابر و مایع ابرها

ابرها ساخته شده از ریز قطرات آب یا بلورهای یخ و یا اغلب مخلوطی از این دو است. این فرم در ذرات ریز موجود در هوا است. این نوع از ذرات نقش مهمی در تعیین اینکه آیا یک قطرات مایع یا یخ کریستال اشکال. این ذرات می تواند طبیعی مانند دریا اسپری گرده و گرد و غبار و یا حتی باکتری ها — و یا از منابع انسانی مانند اتومبیل کوره نیروگاه ها و غیره.

به چشم ندیده یخ ابر و یک مایع ابر نگاه بسیار مشابه اما آنها بسیار متفاوت خواص. یخ ابرها بازتاب کمتر نور خورشید, رسوب بیشتر و آخرین نیست تا زمانی که مایع ابرها. آن مسائل مربوط به آب و هوا — و مدل های آب و هوا — چه نوع ابرها در اطراف هستند.

مدل های آب و هوا تمایل به پیش بینی بیش از حد بسیاری از یخ ابرها بیش از اقیانوس جنوبی و به اندازه کافی مایع ابرها در مقایسه با زمانی که به ماهواره خوانش. اما اندازه گیری های ماهواره ای در اطراف قطب را سخت و دقیق کمتر از دیگر مناطقبنابراین ما می خواستیم به جمع آوری شواهد مستقیم از چگونه بسیاری از مایع ابرها هستند در واقع در حال حاضر و تعیین چرا وجود دارد بیشتر نسبت به مدل های پیش بینی.

این رمز و راز: چرا بیشتر مایع ابرها از این مدل فکر می کنم وجود دارد ؟ برای حل آن ما نیاز به دانستن چه نوع از ذرات شناور در اطراف در فضای اطراف قطب جنوب است.

قبل از ما رفت پایین وجود دارد ما تا به حال چند سرنخ.

قبلی مدل سازی مطالعات پیشنهاد کرده اند که یخ تشکیل ذرات در بر داشت بیش از اقیانوس جنوبی ممکن است بسیار متفاوت از کسانی که در نیمکره شمالی. گرد و غبار زیادی یخ ابر بذر افشان, اما با توجه به عدم وجود گرد و خاکی زمین منابع در نیمکره جنوبی برخی از دانشمندان فرض است که انواع دیگر ذرات ممکن است رانندگی یخ تشکیل ابر بیش از اقیانوس جنوبی.

پس اکثر مدل ها بر اساس داده ها از نیمکره شمالی, اگر این ذرات در جو شد به نحوی متفاوت در نیمکره جنوبی است که ممکن است توضیح خطا است.

باکتری نقشه

آن را سخت به طور مستقیم اندازه گیری ترکیب ذرات بیش از اقیانوس جنوبی — وجود دارد به سادگی نیست و بسیاری از ذرات در اطراف. پس به ما کمک می کند پیگیری کردن آنچه که در داخل ابرها ما با استفاده از یک رویکرد غیر مستقیم: باکتری های موجود در هوا است.

جو سرشار از میکروارگانیسم ها که در حال انجام صدها تا هزاران کیلومتر در جریان هوا قبل از بازگشت به زمین است. این باکتری ها مانند هوابرد پلاک آنها منحصر به فرد هستند و به شما بگویم که در آن ماشین و یا هوا را از آمد. از آنجا که دانشمندان می دانند که در آن بسیاری از باکتری زندگی می کنند, آن را ممکن است به میکروب در هوا نمونه و تعیین که در آن است که هوا را از آمد. و هنگامی که شما می دانید که شما می توانید پیش بینی که در آن ذرات در هوا آمد از عنوان همان محل باکتری ها معمولا زندگی می کنند.

به منظور نمونه باکتری های موجود در هوا در این دور اقیانوس منطقه یک از ما رهبری را در استرالیا دریایی ملی تسهیلات R/V محقق برای شش هفته اعزامی. آب و هوا بود و سرکش و امواج شد و اغلب به رنگ سفید پوش اما برای یک تا دو روز در یک زمان ما مکیده هوا از کمان کشتی از طریق یک فیلتر که گرفتار ذرات و باکتری ها. ما پس از آن مسدود فیلتر برای نگه داشتن DNA باکتریایی دست نخورده است.

اقیانوس باکتری ها به تنهایی

در بیشتر مناطق اقیانوس های سراسر جهان به خصوص در نیمکره شمالی که در آن وجود دارد مقدار زیادی از زمین های هوا شامل هر دو دریایی و زمینی ذرات. این چیزی است که ما انتظار می رود برای پیدا کردن.

با منجمد فیلتر با خیال راحت پشت در آزمایشگاه ما در کلرادو ما استخراج DNA از باکتری ها و توالی آن به تعیین چه گونه ما گرفتار بود. بسیار به تعجب ما این باکتری ها اساسا تمام گونه های دریایی که در اقیانوس جنوبی. ما در بر داشت تقریبا هیچ زمینی باکتری است.

اگر باکتری از اقیانوس, پس از آن بودند ابر تشکیل دهنده ذرات است. این جواب ما به دنبال آن بودند.

یخ nucleating ذرات بسیار نادر در آب دریا و دریایی ذرات بسیار خوب در تشکیل مایع ابرها. با بیشتر دریایی مبتنی بر ذرات در هوا انتظار می رود ابرها به عمدتا ساخته شده از قطرات مایع است که آنچه ما مشاهده شده است. از آنجا که اکثر مدل های, درمان ابرها در این منطقه همان راه آنها فراموش ابرها در dustier نیمکره شمالی آن جای تعجب نیست که مدل شده بود.

رفتن به جلو

حالا که ما می دانیم که فصل تابستان در جنوب اقیانوس ابرها هستند که تشکیل شده از صرفا دریایی ذرات ما نیاز به کشف کردن اگر همان درست است در فصول دیگر و در ارتفاعات بالاتر است. این پروژه بزرگتر که شامل هواپیما و همچنین کشتی هابه جوی دانشمندان یک ایده بسیار بهتر از ابرها هر دو نزدیک به سطح اقیانوس و در ارتفاع بالا در جو است. آب و هوا افسران در میان ما در حال حاضر ترکیب این داده های جدید را به مدل های خود را و امیدوارم نتایج به اشتراک گذاری به زودی.

کشف که ذرات هوابرد بیش از اقیانوس جنوبی عمدتا از اقیانوس قابل توجه است پیدا کردن. آن را نه تنها باعث بهبود جهانی مدل های آب و هوایی آن را نیز بدان معنی است که ما تایید اقیانوس جنوبی است که یکی از مهمترین و سازگار با محیط زیست مناطق بکر در زمین — جایی که احتمالا تغییر بسیار کمی به دلیل فعالیت های انسان است. کار ما امیدوارم بهبود مدل های آب و هوایی است اما همچنین با توجه محققان یک پایه برای آنچه که واقعا بکر و محیط زیست دریایی به نظر می رسد.

[شما باهوش و کنجکاو در مورد جهان است. بنابراین در حال گفتگو نویسندگان و ویراستاران. شما می توانید برجسته ما هر آخر هفته.]

این مقاله چاپ از مکالمه تحت Creative Commons. خواندن این مقاله.

به دنبال همه از کارشناس صدای مسائل و بحث — و تبدیل شدن به بخشی از بحث در Facebook و Twitter. نظرات بیان شده کسانی هستند که از این نویسنده است و لزوما منعکس کننده دیدگاه ها از ناشر است.