На грани влажного и липкого: Относительная влажность определяет вязкость углеродных атмосферных частиц

Международная команда ученых из Университета Британской Колумбии, Гарвардского университета и других институтов определила, как относительная влажность воздуха влияет на вязкость вторичных органических частиц в атмосфере. Эти частицы образуются при взаимодействии α-пинена (газа, выделяемого хвойными деревьями) с озоном. Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что такие частицы могут вести себя как жидкости, полутвердые или твердые тела в зависимости от условий влажности.

Понимание фундаментальных свойств этих частиц, известных как «вторичный органический материал» (SOM), критически важно для точного моделирования климата, качества воздуха и видимости. Их вязкость может ограничивать или способствовать росту частиц в атмосфере, а также влиять на химические реакции с окислителями.

«Используя проточную климатическую камеру PNNL, мы смогли получить репрезентативные частицы в лаборатории и изучить их в контролируемых условиях», — отметил соавтор работы доктор Джон Шиллинг. Ученые применили две новые методики — «Bead-mobility» и «Poke-flow» — для прямых измерений вязкости.

Результаты показали, что при относительной влажности ≤ 30% рост частиц за счет обмена органическими молекулами с газовой фазой может ограничиваться только их поверхностью. Кроме того, модели, предполагающие мгновенное равновесие в объеме частиц, могут завышать концентрации полулетучих органических соединений на порядок величины. Также выяснилось, что скорость поглощения таких окислителей, как озон, падает на 2–5 порядков при снижении влажности с 90% до 30%.