Крошечные частицы воздуха играют огромную роль в изменении климата
Изменение климата - явление, обусловленное в первую очередь антропогенным воздействием парниковых газов, - является предметом активного изучения и обсуждения. Однако некоторые аспекты этой сложной проблемы, например, поведение мельчайших частиц, образующихся из молекул воздуха, по-прежнему окутаны тайной.
Доминик Штольценбург из Института химии материалов ТУ Вены проливает свет на эти малоизвестные элементы изменения климата. Это исследование призвано повысить точность будущих климатических моделей.
Штольценбург обращает внимание на незаметные факторы, влияющие на климат: мельчайшие частицы воздуха, образующиеся из летучих органических веществ.
"Вам это знакомо по прогулке по лесу: вы делаете глубокий вдох, и в воздухе появляется очень приятный запах, как в лесу", - объясняет он.
Ароматические вещества, выделяемые деревьями, не являются парниковыми газами, но играют важнейшую роль в динамике климата. Они окисляются в воздухе, в результате чего образуются продукты реакции, которые собираются вместе.
В конечном итоге они образуют кластеры диаметром 100-200 нанометров. Эти частицы, хотя и невидимые невооруженным глазом, оказывают существенное влияние на водяной пар.
Аэрозоли, попадая в воздух, играют ключевую роль в формировании облаков. Молекулы воды прилипают к этим частицам, образуя ядро конденсации. Это необходимо для образования тумана или облака.
Штольценбург раскрывает интригующий аспект. Он говорит: "Можно показать, что высокая концентрация этих аэрозолей делает облака более плотными и белыми, чем они были бы в противном случае, и что они дольше рассеиваются".
Такая плотная облачность отражает больше солнечного света, что может привести к охлаждению Земли. Если эти эффекты сильнее, чем предсказывают современные модели, то это говорит о том, что влияние CO2 на потепление еще более существенно. Это объясняется тем, что воздействие CO2 частично маскируется увеличением плотности облаков, вызванным антропогенными частицами.
В обзорной статье рассматривается динамика роста этих аэрозольных частиц. Благодаря своему малому размеру и подвижности они часто сталкиваются с более крупными частицами, такими как пыльца или сажа, и исчезают из атмосферы как потенциальные ядра конденсации.
"Только самые быстрорастущие частицы имеют значение для климата", - отмечает Штольценбург. Исследования показывают, что органические молекулы имеют решающее значение для роста этих частиц над сушей, а вещества, связанные с йодом, или сульфатные соединения - над океанами. Однако эти элементы часто не учитываются в глобальных моделях.
Несмотря на значительные достижения в области измерительной техники, точное моделирование сложного процесса роста аэрозолей остается сложной задачей. Штольценбург подчеркивает необходимость создания более надежных моделей для понимания антропогенной маскировки климатических изменений.
"Мы хотим точно понять, какие вещества и каким образом взаимодействуют друг с другом, и какие процессы необходимо включить в наши модели, чтобы сделать их лучше", - утверждает он.
Работа Доминика Штольценбурга освещает важнейший, но часто упускаемый из виду аспект изменения климата: роль мельчайших частиц, созданных человеком, в формировании облаков и, следовательно, в регулировании климата.
В то время как научное сообщество стремится разобраться в сложностях этих процессов, данное исследование открывает путь к созданию более точных климатических моделей, позволяющих глубже понять сложные механизмы, определяющие изменения климата.
Полный текст исследования опубликован в журнале Review of Modern Physics.
