Исследователи эксперимента CLOUD показали, что выбросы из лесов влияют на самую первую стадию образования облаков

Облака играют критическую роль в климате Земли, но также являются крупнейшим источником неопределенности в современных климатических моделях, согласно последнему отчету Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC). Новое исследование ученых эксперимента CLOUD (Cosmics Leaving OUtdoor Droplets) в ЦЕРНе, включая Нила Донахью из Университета Карнеги-Меллона, проливает свет на образование новых частиц — самую первую стадию формирования облаков. Результаты, опубликованные 16 мая в журнале Science, хорошо соответствуют атмосферным наблюдениям и могут повысить точность климатических моделей.

Капли в облаках образуются, когда водяной пар в атмосфере конденсируется на крошечных частицах. Эти частицы либо выбрасываются напрямую, либо формируются из газообразных загрязнителей в процессе, называемом нуклеацией. Хотя известно, что в этом процессе почти всегда участвует серная кислота, её концентраций недостаточно для объяснения наблюдаемых в атмосфере скоростей образования новых частиц. Данное исследование выявило незаменимый компонент этого процесса — высокоокисленные органические соединения, образующиеся из выбросов растительности.

«Наши измерения напрямую и детально связывают окисленные органические соединения с самыми первыми шагами образования и роста новых частиц», — заявил Нил Донахью, профессор химии и директор Института Стейнбреннера. Эксперименты в контролируемой камере CLOUD показали, что серная кислота и эти окисленные органические соединения необычно сильно притягиваются друг к другу, что объясняет их ключевую роль в нуклеации, особенно в условиях современной загрязненной атмосферы.

Включив новые данные в глобальную модель образования частиц, ученые не только получили более точные прогнозы скорости нуклеации, но и смогли предсказать её сезонные колебания, наблюдаемые в полевых экспериментах, особенно вблизи лесов. Это является убедительным подтверждением фундаментальной роли выбросов из лесов на самом начальном этапе формирования облаков.