Kiedy chcemy sprawdzić, czy szyba w oknie jest czysta, najłatwiej spojrzeć przez nią na coś jasnego: lampę albo słońce. Jeśli szyba jest brudna, światło rozprasza się i kontrast widzianego świata spada. Atmosfera działa podobnie, tylko zamiast kurzu na szybie mamy aerozole, czyli malutkie cząstki unoszące się w powietrzu: pył, dym czy sól z oceanu. One nie zawsze są widoczne gołym okiem, ale potrafią rozpraszać część światła.

Pomiaru tego zjawiska podjęli się naukowcy z Instytutu Geofizyki PAN wraz z szeregiem instytucji z całego świata. Jak bardzo powietrze na biegunach osłabia światło? Badacze używają do opisu liczby o nazwie AOD. To po prostu wskaźnik zamglenia. Im wyższy AOD, tym więcej cząstek w powietrzu i tym mniej przejrzysta atmosfera. Badacze patrzą też na drugi wskaźnik, który mówi, czy cząstki są raczej drobne (często dymowe) czy większe (na przykład sól morska). To trochę tak, jakby zgadywać, czy cząsteczki kurzu pochodzą z okolicznej drogi czy z dymu z ogniska.

Na biegunach jest jednak dodatkowy problem z pomiarem. Jak mierzyć coś za pomocą światła w miejscu, gdzie… przez miesiące nie ma wschodzi Słońce? W Arktyce i Antarktydzie przez długi czas panuje noc polarna. Większość klasycznych algorytmów działa analizując obraz Słońca i ilość jego światła docierającą do ziemi. Brak Słońca w takim przypadku oznacza brak danych. Dlatego badacze postanowili zmienić źródło światła. Zamiast Słońca wykorzystali Księżyc (a czasem także gwiazdy). Tak powstały pomiary nocne, dzięki którym można śledzić stan powietrza w każdej porze roku.

Takie pomiary mają ogromne znaczenie. Jeśli w danych są długie przerwy, trudniej odróżnić, czy coś naprawdę się zmienia, czy tylko trafiliśmy na nietypowy sezon. W pracy opublikowanej w czasopiśmie naukowym Atmosferic Chemistry and Physics zebrano i porównano wieloletnie pomiary z wielu miejsc: 15 stacji w Arktyce i 11 w Antarktydzie, a dane uzupełniono aż do końca 2024 roku. Jednym ze źródeł danych z Arktyki była stacja pomiarowa Hornsund na Svalbardzie, prowadzona przez Polską Akademię Nauk. Dzięki tak dużej ilości danych naukowcy mogli nie tylko opisać jak jest, ale też spróbować oszacować kierunek zmian.

Okazuje się, że powietrze na Arktyce wcale nie jest zawsze krystalicznie czyste. Zimą i na początku wiosny pojawia się zjawisko, które można nazwać „arktyczną mgiełką” — powietrze robi się bardziej mętne, bo do regionu docierają zanieczyszczenia przenoszone z daleka. To pokazuje, że nawet jeśli źródło dymu czy pyłu jest tysiące kilometrów dalej, atmosfera potrafi go dostarczyć w miejsca, które wydają się nietknięte przez cywilizację. Badacze zwracają też uwagę na rosnącą rolę dymu z pożarów. Pożary lasów pojawiają się na całym świecie coraz częściej i bywają silniejsze niż w przeszłości. Nawet jeśli w wielu krajach ogranicza się emisje z przemysłu czy transportu, dym z pożarów może nagle zwiększyć mętność powietrza i zostawić ślad w pomiarach.

Z pomiarów wynikły też różnice między Antarktydą a Arktyką. Bliżej wybrzeży atmosfera bywa mniej przejrzysta niż w głębi kontynentu. Prawdopodobnie wynika to z faktu, że przy oceanie łatwiej o cząstki soli morskiej i o warunki, które wprowadzają je do powietrza. Badacze pokazują też, że w części stacji zarejestrowano wyraźne trendy zmian w czasie — w jednych miejscach wskaźnik zamglenia spada, w innych rośnie. Analiza musiała więc uwzględniać kierunki wiatrów, sezon, źródła cząstek i to, jak zmienia się środowisko. (PAP) 

kmp/ agt/