Новые результаты исследования меняют понимание свойств атмосферных аэрозолей и их климатических эффектов

Новое исследование, опубликованное 14 октября в журнале Nature, показало, что мелкие частицы, образуемые в атмосфере летучими соединениями хвойных лесов, находятся в твердом, а не в жидком состоянии, как предполагалось ранее. Это открытие имеет важные последствия для понимания процессов формирования частиц, их трансформации в атмосфере и влияния на климат.

Атмосферные мелкие частицы (аэрозоли) влияют на радиационный баланс Земли, взаимодействуя с солнечным излучением и участвуя в образовании облаков. Биогенные летучие органические соединения, выделяемые растительностью, играют ключевую роль в формировании новых частиц, способствуя охлаждению климата. До сих пор в глобальных климатических моделях такие вторичные органические аэрозольные (SOA) частицы представлялись как жидкие капли. Однако, согласно новым данным, частицы, образующиеся в хвойном лесу, являются твердыми, вероятно, стеклообразными вскоре после формирования.

«Эти аэрозольные частицы можно представить как крошечные стеклянные шарики», — говорит профессор Томас Куп из Билефельдского университета (Германия).

Экспериментальные исследования проводились группой ученых из финских и немецких университетов и институтов. Открытие было сделано в экспериментальной лаборатории Университета Восточной Финляндии. В экспериментах изучались частицы, образованные летучими соединениями сосны обыкновенной, в контролируемых условиях; дополнительные измерения проводились в хвойном лесу в Хютияле (Финляндия). Результаты были получены с помощью нового метода, разработанного в Технологическом университете Тампере доктором Аннеле Виртанен. Метод основан на сборе частиц путем соударения с металлической подложкой: твердые частицы отскакивают, а жидкие прилипают.

Новые данные изменят понимание поведения частиц в атмосфере, поскольку их физическое состояние влияет на способность поглощать и выделять воду и другие газообразные соединения, а также на способность служить ядрами конденсации для облаков или льда. Твердое состояние также замедляет старение и влияет на время жизни химических компонентов частиц, снижая скорости диффузии и реакций внутри них. «Некоторые несоответствия в предыдущих исследованиях характеристик SOA-частиц могут объясняться их твердым состоянием. Без сомнения, наши результаты изменят направление соответствующих исследований во всем мире», — комментирует профессор Ари Лаксонен из Финского метеорологического института.