Najsjajniji zalasci sunca, oblačno nebo i dani kada svi kašlju imaju nešto zajedničko: sve je to zbog aerosola, sitnih čestica koje lebde u vazduhu. Aerosoli mogu biti sitne kapljice, čestice prašine, komadići finog crnog ugljika i druge tvari koje lebde u atmosferi i mijenjaju cjelokupnu energetsku ravnotežu planete.
Aerosoli imaju ogroman uticaj na klimu planete. Neki, poput crnog i smeđeg ugljenika, zagrijavaju Zemljinu atmosferu, dok je drugi, poput sulfatnih kapljica, hlade. Naučnici vjeruju da općenito cijeli spektar aerosola na kraju malo hladi planetu. Ali još uvijek nije sasvim jasno koliko je snažan ovaj efekat hlađenja i koliko napreduje tokom dana, godina ili stoljeća.
Šta su aerosoli?
Termin "aerosol" je sveobuhvatni za mnoge vrste malih čestica koje su suspendovane u atmosferi, od njenih najudaljenijih ivica do površine planete. Mogu biti čvrste ili tečne, beskonačno male ili dovoljno velike da se vide golim okom.
“Primarni” aerosoli, poput prašine, čađi ili morske soli, dolaze direktno sa površine planete. Podižu ih u atmosferu jaki vjetrovi, dižu se visoko u zrak eksplodirajućim vulkanima ili izbijaju iz dimnjaka i požara. “Sekundarni” aerosoli nastaju kada se razne tvari koje plutaju u atmosferi – na primjer, organska jedinjenja koju oslobađaju biljke, kapljice tekuće kiseline ili drugi materijali – sudare, što rezultira kemijskom ili fizičkom reakcijom. Sekundarni aerosoli, na primjer, stvaraju izmaglicu po kojoj su dobile ime Great Smoky Mountains u Sjedinjenim Državama.
Aerosoli se emituju iz prirodnih i antropogenih izvora. Na primjer, prašina se diže iz pustinja, suhih obala rijeka, suhih jezera i mnogih drugih izvora. Koncentracije atmosferskog aerosola rastu i padaju s klimatskim događajima; tokom hladnih, sušnih perioda u istoriji planete, kao što je poslednje ledeno doba, bilo je više prašine u atmosferi nego tokom toplijih perioda istorije Zemlje. Ali ljudi su utjecali na ovaj prirodni ciklus – neki dijelovi planete su postali zagađeni proizvodima naših aktivnosti, dok su drugi postali pretjerano vlažni.
Morske soli su još jedan prirodni izvor aerosola. Iz okeana ih izbacuje vjetar i morski sprej i imaju tendenciju da popune niže dijelove atmosfere. Nasuprot tome, neke vrste visoko eksplozivnih vulkanskih erupcija mogu ispaliti čestice i kapljice visoko u gornju atmosferu, gdje mogu plutati mjesecima ili čak godinama, viseći mnogo milja od površine Zemlje.
Ljudska aktivnost proizvodi mnogo različitih vrsta aerosola. Sagorevanjem fosilnih goriva nastaju čestice poznate kao gasovi staklene bašte – tako svi automobili, avioni, elektrane i industrijski procesi proizvode čestice koje se mogu akumulirati u atmosferi. Poljoprivreda proizvodi prašinu kao i druge proizvode poput aerosolnih azotnih proizvoda koji utiču na kvalitet zraka.
Uopšteno govoreći, ljudske aktivnosti su povećale ukupnu količinu čestica koje lebde u atmosferi, i sada ima oko dva puta više prašine nego što je to bilo u 19. veku. Broj vrlo malih (manje od 2,5 mikrona) čestica materijala koji se obično naziva "PM2,5" porastao je za oko 60% od industrijske revolucije. Ostali aerosoli, kao što je ozon, također su se povećali, sa ozbiljnim zdravstvenim posljedicama za ljude širom svijeta.
Zagađenje zraka povezano je s povećanim rizikom od srčanih bolesti, moždanog udara, bolesti pluća i astme. Prema nekim nedavnim procjenama, fine čestice u zraku bile su odgovorne za više od četiri miliona prijevremenih smrti širom svijeta u 2016. godini, a najteže su pogođena djeca i stariji. Zdravstveni rizici od izloženosti finim česticama najveći su u Kini i Indiji, posebno u urbanim područjima.
Kako aerosoli utiču na klimu?
Aerosoli utiču na klimu na dva glavna načina: promjenom količine topline koja ulazi ili izlazi iz atmosfere i utječu na formiranje oblaka.
Neki aerosoli, poput mnogih vrsta prašine od drobljenog kamena, su svijetle boje i čak malo reflektiraju svjetlost. Kada sunčevi zraci padaju na njih, oni reflektuju zrake nazad iz atmosfere, sprečavajući ovu toplotu da dopre do površine Zemlje. Ali ovaj efekat može imati i negativnu konotaciju: erupcija planine Pinatubo na Filipinima 1991. godine bacila je u visoku stratosferu količinu sićušnih čestica koje reflektuju svjetlost koja je bila ekvivalentna površini od kvadratnih milja, što je naknadno izazvalo zahlađenje planete koje nije prestajalo dvije godine. A erupcija vulkana Tambora 1,2. godine izazvala je neobično hladno vrijeme u zapadnoj Evropi i Sjevernoj Americi 1815. godine, zbog čega je dobila nadimak „Godina bez ljeta“ – bila je toliko hladna i tmurna da je čak inspirisala Mary Shelley da napiše svoj gotički roman Frankenstein.
Ali drugi aerosoli, kao što su male čestice crnog ugljika iz spaljenog uglja ili drveta, rade obrnuto, upijajući toplotu od sunca. Ovo na kraju zagrijava atmosferu, iako hladi površinu Zemlje usporavanjem sunčevih zraka. Generalno, ovaj efekat je vjerovatno slabiji od hlađenja uzrokovanog većinom drugih aerosola – ali svakako ima efekta, a što se više ugljičnog materijala akumulira u atmosferi, to se atmosfera više zagrijava.
Aerosoli takođe utiču na formiranje i rast oblaka. Kapljice vode se lako spajaju oko čestica, tako da atmosfera bogata česticama aerosola pogoduje formiranju oblaka. Bijeli oblaci reflektiraju dolazne sunčeve zrake, sprječavajući ih da dođu do površine i zagriju zemlju i vodu, ali također apsorbiraju toplinu koju planeta neprestano zrači, zadržavajući je u donjem dijelu atmosfere. Ovisno o vrsti i lokaciji oblaka, oni mogu ili zagrijavati okolinu ili je hladiti.
Aerosoli imaju složen skup različitih uticaja na planetu, a ljudi su direktno uticali na njihovu prisutnost, količinu i distribuciju. I dok su klimatski uticaji složeni i promjenjivi, implikacije na ljudsko zdravlje su jasne: što je više finih čestica u zraku, to više šteti ljudskom zdravlju.