McGill Universiteti tərəfindən

Stefani Baum tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriNano-buz nüvələrinin, bulud damlacıqlarının və buz kristallarının eyni vaxtda aşkarlanması üçün platforma: McGill Real-Time Ice Nucleation Chamber (MRINC), AI-Nano-DIHM və aerozol ölçülərinin sxemi. Aşağı sağda yerləşdirilən fotoşəkil McGill Universitetində tam eksperimental quraşdırma çərçivəsində MRINC-nin silindrik həndəsəsini göstərir. MRINC hərəkət edən arabaya quraşdırılmışdır. Kredit: npj İqlim və Atmosfer Elmi (2025). DOI: 10.1038/s41612-025-01062-4

Tədqiqatçılar qarışıq fazalı buludlarda buzun necə əmələ gəldiyini aşkar etmək və öyrənmək üçün yeni metod işləyib hazırlayıblar ki, bu da alimlərin hava proqnozu və iqlim dəyişikliyini modelləşdirmək qabiliyyətini əhəmiyyətli dərəcədə artırır.

McGill-in Atmosfer və Okean Elmləri Departamentində doktorluqdan sonrakı tədqiqatçı və mövsümi kursun müəllimi Devendra Pal, “Buludlar Yerin iqlimi və su dövrü üçün həyati əhəmiyyət kəsb edir , həm yağışa, həm də planetin enerji balansına təsir edir” dedi. “Ancaq qarışıq fazalı buludları anlamaq və modelləşdirmək çətindir, çünki tədqiqatçılar hələ də onlarda daha kiçik buz kristallarının necə əmələ gəldiyini və ya zamanla necə davrandığını tam bilmirlər .”

“Bu nano-kristalların günəş işığını necə əmələ gətirdiyini, böyüdüyünü və səpdiyini müşahidə etməklə biz hava proqnozlarının və iqlim modellərinin dəqiqliyini artıra bilərik ” dedi Pal, Parisa Ariya, Kimya və Atmosfer və Okean Elmləri üzrə professor James McGill ilə birgə tədqiqata rəhbərlik edir.

“Bu kəşf, dəyişən hava şəraitinin təsirinə məruz qalan hər kəs üçün vacibdir – fermerlərdən və şəhər planlaşdırıcılarından tutmuş fəlakətlərə cavab verən qruplara və iqlim siyasətçilərinə qədər” Pal dedi.

Əsər npj Climate and Atmospheric Science jurnalında dərc olunub .

Nanoölçülü buz kristalları birbaşa müşahidə etmək üçün çox kiçik idi

Qarışıq fazalı buludlarda həm buz kristalları, həm də həddindən artıq soyudulmuş maye damcıları və ya 0°C-dən aşağı temperaturda maye qalan su damcıları var.

Buludlarda buz əmələ gəlməsi buz nüvəli hissəciklərlə (INP) başlayır – dondurma üçün toxum rolunu oynayan, çox vaxt nanometr miqyasda olan kiçik hava hissəcikləri. Bu INP-lər nanometrdən millimetrə qədər böyüyə bilən buz kristallarının əmələ gəlməsinə səbəb olur.

İndiyə qədər bu nanoölçülü buz kristalları real vaxtda birbaşa müşahidə etmək və ya maye analoqlarından fərqləndirmək üçün çox kiçik idi. Bunun əvəzinə, elm adamlarına hissəciyin ölçü limitinə əsasən buz olub-olmadığını müəyyən etmək və ya qütbləşmə nisbəti adlanan üsuldan istifadə edərək hissəciyin işığı necə səpdiyini təhlil etmək qalır.

Real vaxtda buz əmələ gəlməsini müşahidə etmək üçün yeni alət

Bu çətinliyin öhdəsindən gəlmək üçün komanda McGill Real-Time Ice Nucleation Chamber (MRINC) hazırladı. O, temperatur və rütubət üzərində dəqiq nəzarət vasitəsilə laboratoriyada bulud şəraitini simulyasiya edir.

“Biz bu kameraya buz əmələ gəlməsinə səbəb olduğu bilinən gümüş iyodid (AgI) hissəciklərini daxil etdik və bulud kimi şəraiti təkrarlamaq üçün ətraf mühiti diqqətlə tənzimlədik” dedi Pal.

Tədqiqatçılar daha sonra buz kristallarının əmələ gəlməsini real vaxtda müşahidə etmək üçün rəqəmsal holoqrafik mikroskopiya adlı lazer əsaslı görüntüləmə texnikasından istifadə etdilər – əvvəllər bu miqyasda mümkün deyildi. Əldə edilən holoqrafik təsvirlər süni intellektlə işləyən proqram vasitəsi ilə təhlil edilib, o, hər bir hissəciyin buz kristalı və ya maye damcısı olduğunu dərhal müəyyən edə və onun ölçüsünü, formasını və səthinin teksturasını qiymətləndirə bilirdi.

“İlk dəfədir ki, bu cür təfərrüatlı mikrofiziki məlumatlar bu miqyasda və bu qədər incə detallarla ələ keçirilir” dedi Pal.

Ariya əlavə etdi: “Texnologiya çatışmazlığı səbəbindən iqlim dəyişikliyi modellərinin heç biri bu kiçik buz kristallarını dəqiq proqnozlaşdıra bilmədi. MRINC bizə buz nüvələri, radiasiya və iqlim dəyişikliyi arasındakı qarşılıqlı təsir prosesləri haqqında anlayışımızı inkişaf etdirməyə imkan verir.”

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Növbəti dayanacaq: Təbii buludlar

Tapıntılar buludlarda buz əmələ gəlməsinin ən erkən mərhələlərinə yeni bir pəncərə açır, bu da peyk bulud müşahidələri, yağıntıların öyrənilməsi və hətta bulud səpilməsi üçün təsir göstərir, əl ilə hava modifikasiyası forması.

Növbəti addım olaraq, komanda üzvləri tədqiqat təyyarələrində və dağ rəsədxanalarında çöl tədqiqatları üçün MRINC sistemini uyğunlaşdırırlar. Onlar həmçinin aləti daha dəqiq və müxtəlif atmosfer şəraitlərinə uyğunlaşmaq üçün təkmilləşdirirlər. Bu təkmilləşdirmələr tədqiqatçılara müxtəlif hissəciklərin – çirklənmə, toz və ya meşə yanğını tüstüsü kimi – buz əmələ gəlməsinə necə təsir etdiyini izləməyə imkan verəcək.

“Nəticədə bizim məqsədimiz həm iqlim elmini, həm də operativ hava proqnozunu gücləndirən real vaxt məlumatlarını çatdırmaqdır” dedi Pal.

Ətraflı məlumat: Devendra Pal et al, Nano-buz nüvələrinin buz kristallarına mikrofiziki aşkarlanması: buz nüvələrinin tədqiqatı üçün platforma, npj İqlim və Atmosfer Elmi (2025). DOI: 10.1038/s41612-025-01062-4

Jurnal məlumatı: npj İqlim və Atmosfer Elmləri 

McGill Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir