Новое понимание взаимодействия океана и атмосферы и последующего образования облаков

Органические соединения претерпевают резкие изменения в своем химическом составе при переходе с поверхности океана в атмосферные аэрозоли, которые служат ядрами для формирования облаков.

Аэрозоли играют значительную роль в изменении климата, рассеивая или поглощая солнечный свет, а также влияя на образование облаков и осадков, выступая в качестве ядер конденсации. Органические соединения составляют до 90% компонентов аэрозолей, и их состав является ключевым фактором, способствующим или подавляющим образование облаков.

Группа ученых под руководством доцента Юзо Миядзаки из Института низких температур Университета Хоккайдо исследовала атмосферные аэрозоли и морскую воду в районе течения Оясио и прибрежных зон западной субарктической части Тихого океана. Целью было наблюдение изменений органических соединений при их переходе из морской воды в воздух. Измерения с исследовательского судна «Хакухо-Мару» проводились в начале весны 2015 года, непосредственно перед цветением фитопланктона.

Используя оригинальный метод, основанный на соотношении стабильных изотопов углерода в водорастворимом органическом углероде и концентрациях глюкозы в качестве молекулярного трассера в морских аэрозолях, ученые выделили аэрозоли морского происхождения. Они измерили и сравнили соотношение белкоподобного органического вещества, которое легко разлагается биологически, и гуминоподобных веществ, которые почти не разлагаются, как в аэрозолях, так и в поверхностной морской воде.

Результаты показали, что во всех исследованных образцах аэрозоли морского происхождения содержали большую долю гуминоподобных веществ по сравнению с белкоподобными соединениями, чем поверхностная морская вода. Это говорит о значительном разложении белкоподобных веществ и/или предпочтительном образовании гуминоподобных веществ в аэрозолях в течение примерно 24 часов после переноса органического вещества из воды в атмосферу.

Считается, что гуминоподобные, трудноразлагаемые органические вещества подавляют образование облаков из морских аэрозолей. «Наше исследование может предоставить важную информацию для точной оценки того, как вызванное глобальным потеплением изменение объема, химического состава и активности микроорганизмов в поверхностном слое моря повлияет на будущее образование облаков через выброс органического вещества в атмосферу», — отмечает Юзо Миядзаки.