Лазерные технологии, измеряющие свечение частиц в атмосфере, открыли неожиданные детали. Оказалось, тонкие слои дыма от лесных пожаров, невидимые для обычных методов, можно разглядеть с помощью флуоресцентного лидара. Ученые из Лейпцигского института тропосферных исследований (TROPOS) проанализировали 250 часов измерений и обнаружили, что верхние слои атмосферы над Европой, возможно, загрязнены сильнее, чем считалось. Особенно это заметно летом, когда дым от канадских пожаров долетает до континента.

Результаты опубликованы в издании Atmospheric Chemistry and Physics.

Раньше такие слои просто не замечали — они слишком разреженные. Но флуоресцентный лидар улавливает даже слабое свечение частиц после облучения лазером, подобно тому, как светятся некоторые вещества под ультрафиолетом. В 2022 году систему MARTHA в Лейпциге модернизировали, добавив канал для измерения флуоресценции. За год провели 50 ночных измерений — днем солнечный свет мешает.

Один из самых ярких случаев — 21 сентября 2022 года. Обычные методы показывали чистую верхнюю тропосферу, но флуоресцентный канал выявил тонкие слои дыма на высотах 5, 7, 9 и 10 километров. Без новой технологии их бы просто пропустили.

Еще интереснее связь дыма и облаков. В мае 2023-го ученые увидели, что перистые облака формировались прямо под слоями дыма. Возможно, частицы дыма служили центрами кристаллизации льда, запуская образование облаков.

Это важно, потому что ледяные облака влияют на климат — они отражают солнечный свет иначе, чем водяные.

Сейчас систему MARTHA снова модернизируют: новый мощный лазер и 32-канальный спектрометр позволят детальнее изучать аэрозоли от земли до стратосферы. Эти данные помогут понять, как дым от пожаров и вулканов меняет климат в Центральной Европе.

Этот метод дает три ключевых преимущества:

• Точность — можно различать типы частиц (дым, вулканическая пыль, городские загрязнения), что раньше было сложно.
• Чувствительность — видит то, что не улавливают спутники и обычные лидары.
• Прогнозирование — поможет точнее моделировать влияние аэрозолей на облака и климат.

Особенно важно для понимания роли лесных пожаров — их частота растет, а влияние на атмосферу пока изучено слабо.

Главный недостаток работы — ограниченность ночными измерениями. Днем флуоресценцию «забивает» солнечный свет, а значит, данные неполные. Кроме того, пока мало статистики — всего 250 часов наблюдений. Нужны годы измерений, чтобы делать глобальные выводы.

Ранее ученые отметили, что хвойные деревья замедляют изменение климата.