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研究发现洁净大气中也能形成气溶胶

来源:科技日报    作者:佚名   2016-05-26 13:36:39
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  两项独立研究发现,即便在没有硫酸污染的洁净大气中也能形成气溶胶。该发现提出了一种气溶胶形成新机制,打破了“化石燃料排放是形成大气气溶胶必要条件”这一传统理论,人类活动对气候变化的影响或将因此面临重估。

  大气气溶胶是大气中固态和液态悬浮颗粒物的总称,根据构成可分为沙尘气溶胶、碳气溶胶、硫酸盐气溶胶等。在大气科学研究中,常用气溶胶代指大气颗粒物。气溶胶不仅影响人类健康,还与大气能见度、降水、辐射以及云、雾、霾的形成直接相关。

  大气中的硫酸大部分来自化石燃料排放,此前一直认为是形成气溶胶的必要条件。但是,白天它的浓度太低,无法解释观测到的气溶胶生成速率。因此不少人认为还有其他烟雾,如高度氧化的生物质参与其中,帮助稳定新形成的硫酸盐颗粒。科学家们想知道,气溶胶是否能在不依靠任何硫酸的情况下形成,但此前的研究一直无法排除这一污染物。

  在新研究中,欧洲核子研究中心(CERN)的贾斯珀·柯克比和他的团队,试图用该中心污染密度极低的云室(CLOUD)来完成这一实验。结果显示,无需硫酸污染、只要有高度氧化的生物质烟雾气溶胶就能形成。发表在《自然》杂志上的论文称,这一过程是由宇宙射线离子进入云室导致的。这些结果揭示了在低污染环境下气溶胶颗粒的潜在广泛来源。

  该杂志另一篇论文也报告了来自云室的实验。瑞士菲利根保罗谢勒研究所的尤斯·巴尔滕施佩格和他的团队发现,挥发性极低的有机生物质会在无硫酸情况下导致初始颗粒增加,之后高挥发性有机生物质的介入会强化这一过程。将这一发现运用到全球气溶胶模型中,就能导致整个大气中云凝结核浓度的显著变化。

  研究人员称,该研究发现了一种气溶胶形成新机制,为人们看待目前地球大气状况及前工业时代气溶胶形成提供了一个新视角。

  总编辑圈点

  雾霾是大气气溶胶的一种表现形式,尽管全社会对治霾已经达成了共识,但成霾的污染源构成一直处在争论中。这时,大气气溶胶形成机理就成为分析问题的基础理论,成为全球范围内产业结构调整的科学指引。硫是气溶胶内最重要的元素,其含量能反映污染物的全球性迁移、传输和分布的状况,因此硫酸盐和硝酸盐一直是雾霾成因的主要研究方向。本研究为大气治理提供了新的视角,也为以气溶胶为表现形式的工业产品提供了新的设计思路。

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