Образование атмосферных аэрозолей из биогенных паров сильно зависит от загрязнителей воздуха
Согласно недавнему исследованию, опубликованному в журнале Science Advances, загрязнение воздуха не только влияет на его качество, но и меняет пути формирования новых частиц в атмосфере.
Формирование новых аэрозольных частиц — сложный процесс. Исследователи начали понимать его на молекулярном уровне лишь недавно, с появлением приборов, способных обнаруживать частицы нанометрового масштаба. Человечество изменило состав атмосферных газов несколькими способами. Диоксид серы от промышленных выбросов, оксиды азота от транспорта и аммиак от сельского хозяйства могут влиять на образование частиц после химических реакций в атмосфере. Эти газы также могут взаимодействовать с органическими парами, происходящими в основном из лесов и растительности.
Ранее считалось, что для образования новых частиц всегда требуется серная кислота, образующаяся при окислении диоксида серы. Позже выяснилось, что некоторые органические пары также могут формировать частицы. В данном исследовании учёные обнаружили, что в континентальных атмосферах с умеренным загрязнением, например, в финском бореальном лесу, частицы образуются наиболее эффективно, когда серная кислота, аммиак и органические пары присутствуют одновременно. Оксиды азота, напротив, уменьшали количество вновь образовавшихся частиц.
Результаты помогают понять, как изменятся образование новых частиц и связанное с ним влияние на климат, если в будущем уровень загрязнения воздуха снизится из-за более строгого контроля выбросов. Аэрозольные частицы могут влиять на климат, рассеивая солнечную радиацию и действуя как ядра конденсации для облачных капель. Взаимодействия аэрозоль-облако-климат в современных климатических моделях всё ещё связаны с большой неопределённостью.
Лабораторные эксперименты, приведшие к этим результатам, проводились в Европейском центре ядерных исследований (CERN) в Женеве, где есть одни из лучших лабораторных условий для детальных исследований образования частиц. Исследованием руководила доцент Катрианне Лехтипало из Хельсинкского университета.
«Мы хотели воссоздать атмосферу бореального леса в нашей камере», — говорит она. Долгосрочные полевые измерения на станции Hyytiala SMEAR II в Южной Финляндии помогли исследователям определить правильные условия для образования частиц.
«Образование частиц — деликатный процесс, и нам потребовалось время, чтобы найти правильную газовую смесь, но в итоге мы смогли почти идеально воспроизвести атмосферные наблюдения», — отмечает Лехтипало.
Исследование проводилось в сотрудничестве 25 различных институтов из 9 стран.