Ученые оценили силу трения капель дождя о воздух в тропиках

Американские ученые оценили рассеяние энергии из-за трения кристаллов льда и капель дождя о воздух в тропических регионах Земли; по мере глобального потепления этот процесс может «притормозить» процессы циркуляции в атмосфере, считают авторы статьи, опубликованной в журнале Science.

Оливье Паулуи (Olivier Pauluis) из Нью-Йоркского университета и Джулиана Диас (Juliana Dias) из Лаборатории исследований Земли Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) использовали для оценки рассеяния энергии данные космических наблюдений.

Метеолокатор на японско-американском спутнике TRRM, запущенном в 1997 году, «видит» осадки в трех измерениях и позволяет оценить скорость полета капель и интенсивность дождя на разных высотах. Авторы статьи называют этот инструмент «самым надежным на сегодняшний день источником информации об осадках в глобальном масштабе». Для анализа ученые использовали данные о среднемесячном количестве осадков в 1999-2007 годах на территории между сороковыми параллелями.

По оценкам исследователей, в этот период в тропиках в среднем выпадало 2,5 миллиметра осадков в день. Используя связь между количеством осадков, параметрами атмосферы и рассеянием кинетической энергии падающих капель из-за трения, ученые получили оценку последнего показателя.

Средние темпы рассеяния, или диссипации, энергии в полосе от 30 градусов северной широты до 30 градусов южной широты составили 1,8 ватта на квадратный метр, а в более узкой полосе между 15-ми параллелями — до 2,5 ватта на квадратный метр. Как отмечается в статье, эти результаты в целом неплохо согласуются с предсказаниями моделей, хотя, по данным некоторых исследований, TRRM на самом деле может несколько недооценивать реальное количество осадков.

Полученные значения показывают, что по своим масштабам рассеяние энергии в атмосфере из-за трения может быть сопоставимо с рассеянием вследствие турбулентности.

«По мере того, как температура на Земле повышается из-за роста концентрации парниковых газов, и количество осадков, и средняя высота конденсации воды в атмосфере должны увеличиться. Таким образом, это усилит и рассеяние энергии из-за трения», — пишут ученые.

По их мнению, одним из последствий таких изменений в энергетическом балансе может быть ослабление атмосферной циркуляции и «перестройка» гидрологического цикла.

Дарган Фриерсон (Dargan Frierson) из Вашингтонского университета в своем комментарии к статье соглашается, что потепление усилит роль исследованного авторами процесса, поскольку на каждый градус роста температуры, по оценкам ученых, приходится 1-2% увеличения количества осадков. Однако он отмечает, что для того, чтобы оценить, насколько реальными и значительными будут эти последствия изменения климата, потребуются дополнительные исследования.