Климатологи установили, что ультрадисперсные аэрозольные частицы антропогенного происхождения размером меньше 50 нанометров могут приводить к значительному увеличению количества осадков. Особенно этот эффект заметен в областях, наименее подвергнутых влиянию человека — лесах и океанах, пишут ученые в Science.
Взаимодействие облаков с аэрозольными частицами антропогенного происхождения (например, частицами дыма) — один из тех процессов, которые довольно сложно изучать, и это мешает точному описанию и прогнозированию погоды. И если взаимодействие относительно больших аэрозольных частиц размером около 100 нанометров и больше с облаками изучен неплохо, то влиянием маленьких частиц нанометрового размера из-за слабого взаимодействия с переохлажденными облаками обычно пренебрегают. Тем не менее, их в тропосфере содержится довольно много, поэтому некоторые ученые считают, что влияние подобных частиц на образование осадков недооценено. Особенно сильным влияние частиц может оказаться в безаэрозольных условиях в областях, в наименьшей степени подверженных влиянию человека. Там круговорот воды происходит быстрее и влияние даже небольшого количества аэрозольных частиц может сильно сказаться на количестве осадков.
Чтобы оценить влияние ультрадисперсных аэрозольных частиц размером меньше 50 нанометров на количество осадков, группа климатологов из США, Израиля, Бразилии, Китая и Германии под руководством Цзивэня Фаня (Jiwen Fan) из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории исследовали влияние ультрадисперсных аэрозолей на процессы зарождения бурь над дождевыми лесами Амазонии. Для этого ученые постарались установить корреляцию между концентрацией аэрозолей различных фракций, количеством осадков и интенсивностью конвекции. С помощью радаров сверхвысокой частоты (1290 мегагерц) ученые измерили вертикальные профили воздушных потоков и скорость образования осадков в конвекционных облаках на высотах до 15 километров.
Также климатологи определили концентрации в воздухе нескольких фракций аэрозольных частиц: менее 15 нанометров, от 15 до 50 нанометров и более 50 нанометров. Измерения проводились с 1 марта по 31 мая 2014 года. Авторы работы отмечают, что в естественных условиях частицы такого размера практически не образуются, при этом их довольно много вблизи крупных городов в этом районе, в частности в окрестностях Манауса, где проводились измерения.
Оказалось, что все аэрозольные частицы размером более 15 нанометров приводят к увеличению интенсивности конвекции восходящих потоков воздуха. Полученные данные о концентрации частиц в восходящих потоках воздуха, пересыщения воздуха и критического диаметра капель воды на разных высотах ученые использовали для моделирования тех процессов, которые происходят при выбросе в воздух ультрадисперсных частиц. Оказалось, что из-за это ускоряется перемешивание частиц и увеличивается концентрация жидких капель (до 10 раз) и ледяных кристаллов (до 2 раз). Все эти процессы приводят к повышению температуры воздуха вокруг капель, значительному увеличению количества осадков.
Авторы работы отмечают, что наибольший эффект от ультрадисперсных частиц заметен в тех регионах, в которых влияние человека на естественные условия минимальны. Кроме тропических лесов, такими областями также являются океаны, к увеличению количества бурь над которыми приводят аэрозольные частицы различного происхождения. Это могут быть как морские брызги, так и частицы антропогенного происхождения, которые образуются в большом количестве над судоходными линиями.
Александр Дубов
Предки этих видов разошлись около 6,7 миллиона лет назад
Бразильские зоологи идентифицировали необычного хищника, который попал в ветеринарную клинику в городе Вакария в 2021 году. Оказалось, что это межродовой гибрид домашней собаки и парагвайской лисицы — видов, предки которых разошлись 6,7 миллиона лет назад. Это первый пример гибридизации между собаками и дикими южноамериканскими псовыми. Как отмечается в статье для журнала Animals, скрещивание домашних собак с парагвайскими лисицами не сулит последним ничего хорошего: проникновение собачьих генов в дикую популяцию вида снизит ее приспособленность. Два года назад ветеринары из бразильского города Вакария в штате Риу-Гранди-ду-Сул встретились с очень необычным пациентом. В ветеринарную клинику Федерального университета штата поступила самка хищника из семейства псовых, которая была сбита автомобилем. Врачам так и не удалось определить его видовую принадлежность. В Риу-Гранди-ду-Сул обитает четыре вида диких псовых из клады Cerdocyonina: кустарниковая собака (Speothos venaticus), гривистый волк (Chrysocyon brachyurus), майконг (Cerdocyon thous) и парагвайская лисица (Lycalopex gymnocercus) (которая не родственна лисицам из рода Vulpes). На двух первых зверь из Вакарии не похож совсем, а двух последних напоминает формой тела, но отличается от них очень темной окраской с редкими белыми волосками. Благодаря лечению животное пошло на поправку и полностью выздоровело. Более того, если изначально самка вела себя по отношению к людям настороженно, то с течением времени постепенно начала им доверять. После выздоровления зверя перевели в природоохранный центр в городе Санта-Мария, где он в прошлом году скончался по неизвестным причинам. Команда зоологов под руководством Рафаэля Кречмера (Rafael Kretschmer) из Федерального университета в Пелотасе предположила, что странное животное из Вакарии может быть гибридом домашней собаки (Canis (lupus) familiaris) и одного из местных видов диких псовых. Чтобы проверить эту идею, исследователи еще при жизни самки взяли у нее образцы кожи и крови, провели молекулярно-генетический анализ и сравнили полученные результаты с данными о гривистых волках, майконгах и парагвайских лисицах. Кустарниковых собак в выборку не включили — хотя этот вид и встречается в штате Риу-Гранди-ду-Сул, в окрестностях Вакарии он отсутствует. Кречмер с соавторами выяснили, что у загадочного хищника 76 хромосом. Это соответствовало предположению о том, что он является гибридом первого поколения между домашней собакой (у нее 78 хромосом) и майконгом или парагвайской лисицей (у них по 74 хромосомы). Анализ участка митохондриального гена цитохромоксидазы I показал, что матерью самки была парагвайская лисица. А на четырех фрагментах ядерной ДНК исследователи обнаружили несколько участков, где одно азотистое основания из пары было унаследовано от домашней собаки, а второе — от парагвайской лисицы. Таким образом, хищник, который поступил в ветеринарную клинику Вакарии, был гибридом между самцом домашней собаки и самкой парагвайской лисицы. От отца зверь унаследовал темную окраску: по крайней мере среди 1112 изображений парагвайских лисиц из базы данных iNaturalist исследователи не обнаружили ни одного, где была бы запечатлена особь с таким же темным мехом. По словам Кречмера и его коллег, это первый пример гибридизации домашних собак с дикими южноамериканскими псовыми. Ранее были известны лишь гибриды собак с представителями того же рода, например, волками (Canis lupus), койотами (C. latrans) и обыкновенными шакалами (C. aureus). Домашняя собака и парагвайская лисица относятся к разным родам, а их предки разошлись около 6,7 миллиона лет назад. Тем не менее, это не помешало скрещиванию двух видов и появлению жизнеспособного потомства. Возможно, гибридная самка и сама смогла бы родить детенышей от одного из родительских видов, однако во время лечения ее стерилизовали. Кроме того, авторы не исключают, что в природе живут и другие гибриды между домашними собаками и парагвайскими лисицами. Скорее всего, появление необычного гибрида по крайней мере отчасти связано с человеческой деятельностью. Большинство природных экосистем в штате Риу-Гранди-ду-Сул заменены пахотными землями и пастбищами. Парагвайские лисицы неплохо приспособились к жизни в таких условиях — однако по соседству с людьми они чаще встречаются с собаками, что повышает вероятность гибридизации между двумя этими видами. В результате в популяцию лисиц попадают собачьи гены, которые снижают их приспособленность. В качестве примера можно привести гены темной окраски, делающие гибридных животных более заметными для хищников и добычи. Кроме того, тесное общение диких южноамериканских псовых с домашними собаками может привести к тому, что они начнут заражаться собачьими болезнями и паразитами. Если вам интересны дикие псовые, пройдите наш тест «Десять шакалов из десяти». В нем нужно по фотографиям отличить шакалов от других представителей семейства. По мере прохождения теста вопросы становятся сложнее, а изображения — шакальнее.