Najjasnejšie západy slnka, zamračená obloha a dni, keď každý kašle, majú niečo spoločné: za všetko môžu aerosóly, drobné čiastočky vznášajúce sa vo vzduchu. Aerosóly môžu byť drobné kvapôčky, prachové častice, kúsky jemného čierneho uhlíka a iné látky, ktoré plávajú v atmosfére a menia celú energetickú bilanciu planéty.
Aerosóly majú obrovský vplyv na klímu planéty. Niektoré, ako čierny a hnedý uhlík, ohrievajú zemskú atmosféru, zatiaľ čo iné, ako kvapôčky síranu, ju ochladzujú. Vedci sa domnievajú, že vo všeobecnosti celé spektrum aerosólov nakoniec mierne ochladzuje planétu. Ale stále nie je úplne jasné, aký silný je tento chladiaci efekt a ako veľmi napreduje v priebehu dní, rokov či storočí.
Čo sú aerosóly?
Pojem „aerosól“ je univerzálny pojem pre mnohé druhy malých častíc, ktoré sú rozptýlené v celej atmosfére, od jej najvzdialenejších okrajov až po povrch planéty. Môžu byť pevné alebo tekuté, nekonečne malé alebo dostatočne veľké, aby ich bolo možné vidieť voľným okom.
„Primárne“ aerosóly, ako je prach, sadze alebo morská soľ, pochádzajú priamo z povrchu planéty. Nárazové vetry ich zdvihnú do atmosféry, vyletia vysoko do vzduchu explodujúce sopky alebo vystrelia z komínov a ohňov. „Sekundárne“ aerosóly sa vytvárajú, keď sa rôzne látky plávajúce v atmosfére – napríklad organické zlúčeniny uvoľňované rastlinami, kvapôčky tekutej kyseliny alebo iné materiály – zrážajú, čo vedie k chemickej alebo fyzikálnej reakcii. Sekundárne aerosóly napríklad vytvárajú opar, podľa ktorého sú pomenované Great Smoky Mountains v Spojených štátoch.
Aerosóly sú emitované z prírodných aj antropogénnych zdrojov. Napríklad prach stúpa z púští, suchých brehov riek, suchých jazier a mnohých iných zdrojov. Koncentrácie atmosférických aerosólov stúpajú a klesajú s klimatickými udalosťami; počas chladných, suchých období v histórii planéty, ako bola posledná doba ľadová, bolo v atmosfére viac prachu ako počas teplejších období histórie Zeme. Ale tento prirodzený kolobeh ovplyvnili ľudia – niektoré časti planéty sa produktmi našej činnosti znečistili, iné naopak nadmerne zmáčali.
Ďalším prírodným zdrojom aerosólov sú morské soli. Sú vyfúknuté z oceánu vetrom a morskou sprchou a majú tendenciu zapĺňať spodné časti atmosféry. Naproti tomu niektoré typy vysoko výbušných sopečných erupcií môžu vystreľovať častice a kvapôčky vysoko do hornej atmosféry, kde sa môžu vznášať niekoľko kilometrov od zemského povrchu niekoľko mesiacov alebo dokonca rokov.
Ľudská činnosť produkuje mnoho rôznych typov aerosólov. Pri spaľovaní fosílnych palív vznikajú častice známe ako skleníkové plyny – teda všetky autá, lietadlá, elektrárne a priemyselné procesy produkujú častice, ktoré sa môžu hromadiť v atmosfére. Poľnohospodárstvo produkuje prach, ako aj iné produkty, ako sú aerosólové dusíkaté produkty, ktoré ovplyvňujú kvalitu ovzdušia.
Ľudské aktivity vo všeobecnosti zvýšili celkové množstvo častíc plávajúcich v atmosfére a teraz je tam asi dvakrát toľko prachu ako v 19. storočí. Počet veľmi malých (menej ako 2,5 mikrónov) častíc materiálu bežne označovaného ako „PM2,5“ sa od priemyselnej revolúcie zvýšil približne o 60 %. Zvýšili sa aj ďalšie aerosóly, ako napríklad ozón, čo má vážne zdravotné následky pre ľudí na celom svete.
Znečistenie ovzdušia je spojené so zvýšeným rizikom srdcových chorôb, mŕtvice, pľúcnych chorôb a astmy. Podľa niektorých nedávnych odhadov boli jemné častice vo vzduchu zodpovedné za viac ako štyri milióny predčasných úmrtí na celom svete v roku 2016 a deti a starší ľudia boli najviac zasiahnutí. Zdravotné riziká vyplývajúce z vystavenia jemným časticiam sú najvyššie v Číne a Indii, najmä v mestských oblastiach.
Ako aerosóly ovplyvňujú klímu?
Aerosóly ovplyvňujú klímu dvoma hlavnými spôsobmi: zmenou množstva tepla, ktoré vstupuje alebo vystupuje z atmosféry, a ovplyvnením tvorby oblakov.
Niektoré aerosóly, podobne ako mnohé druhy prachu z drvených kameňov, majú svetlú farbu a dokonca mierne odrážajú svetlo. Keď na ne dopadajú slnečné lúče, odrážajú lúče späť z atmosféry, čím bránia tomuto teplu dostať sa na zemský povrch. Tento efekt však môže mať aj negatívnu konotáciu: erupcia hory Pinatubo na Filipínach v roku 1991 vyvrhla do vysokej stratosféry množstvo drobných častíc odrážajúcich svetlo, ktoré sa rovnalo ploche 1,2 štvorcových míľ, čo následne spôsobilo ochladenie planéty, ktoré sa dva roky nezastavilo. A erupcia sopky Tambora v roku 1815 spôsobila v roku 1816 nezvyčajne chladné počasie v západnej Európe a Severnej Amerike, a preto dostala prezývku „Rok bez leta“ – bola taká chladná a pochmúrna, že inšpirovala aj Mary Shelleyovú, aby napísala svoj gotický román Frankenstein.
Ale iné aerosóly, ako sú malé častice čierneho uhlíka zo spáleného uhlia alebo dreva, fungujú naopak a absorbujú teplo zo slnka. To v konečnom dôsledku ohrieva atmosféru, hoci ochladzuje zemský povrch tým, že spomaľuje slnečné lúče. Vo všeobecnosti je tento efekt pravdepodobne slabší ako ochladzovanie spôsobené väčšinou ostatných aerosólov – ale určite má vplyv a čím viac uhlíkového materiálu sa hromadí v atmosfére, tým viac sa atmosféra otepľuje.
Aerosóly tiež ovplyvňujú tvorbu a rast oblakov. Kvapky vody sa ľahko spájajú okolo častíc, takže atmosféra bohatá na aerosólové častice podporuje tvorbu oblakov. Biele oblaky odrážajú prichádzajúce slnečné lúče, bránia im v tom, aby sa dostali na povrch a ohrievali zem a vodu, ale tiež absorbujú teplo, ktoré planéta neustále vyžaruje, a zachytávajú ho v nižšej atmosfére. V závislosti od typu a polohy oblakov môžu okolie buď ohrievať, alebo ochladzovať.
Aerosóly majú komplexný súbor rôznych vplyvov na planétu a ľudia priamo ovplyvnili ich prítomnosť, množstvo a distribúciu. A hoci sú klimatické vplyvy zložité a premenlivé, dôsledky pre ľudské zdravie sú jasné: čím viac jemných častíc je vo vzduchu, tým viac to poškodzuje ľudské zdravie.