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幸运28:颗粒物成云新理论有助改进预测模型

颗粒物成云新理论有助改进预测模型

  美国哈佛大学约翰·A·保尔森工程和应用科学学院的研究人员提出一项新理论:大气颗粒物呈固态或液态时会形成不同的云,进而不同程度地散射太阳辐射,从而影响全球气候变化模型预测结果的准确性。这或将为未来气候变化研究提供一个新视角。相关研究论文发表在最新一期《自然-地球科学》杂志上。

  云是蒸发的水在空气粒子周围形成的水滴。在工业革命之前,这些粒子主要来源于有机物如植物,或者自然界中发生的野火、沙尘暴等。但自十八世纪中叶开始,人类已经把碳、硫酸盐和其他气溶胶溶入大气之中,使许多地方的大气颗粒物增加多达百倍。这对全球气候变化的影响如何,目前尚不清楚,部分原因是科学家对这些粒子的行为知之甚少。

  领导这项研究的哈佛大学环境化学教授弗格森·马丁表示,云的行为模式取决于所含固体或液体粒子的数量。粒子的状态将决定哪些过程会被包括在气候变化预测模型中,从而提高这些模型的准确性。

  以往研究显示,芬兰北方森林(松树林)处大气颗粒物呈固体或半固体的状态。在那里松树释放的α-蒎烯(我们闻到的松树气味),会与其他物质如臭氧产生大气有机颗粒物反应。

  马丁及其团队决定在亚马孙雨林测试新理论。相比于芬兰松林30%的湿度,亚马孙地域的湿度可高达80%左右,其释放的异戊二烯反应产物,为大气颗粒有机物提供了基本的组件。

  马丁研究团队发现,大多数时间内,在亚马孙雨林的大气中形成的有机颗粒呈液态,液体微粒从气相中吸收分子并生长。另一方面,半固体颗粒逐层生长,体积较小,这影响了云的形成和降水的各种形式。

  该研究第一作者亚当·贝特曼指出,地域性对于颗粒是液态还是干燥状态起着重要作用,周围环境、生物群落状况等也是影响因素。在干燥环境中,松树排放出的化合物会呈半固态,对气候模型的影响也将不同。幸运28



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