顆粒物成雲新理論有助改進預測模型
- 發佈時間：2015-12-17 08:30:32 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京12月16日電 （記者華淩）美國哈佛大學約翰·A·保爾森工程和應用科學學院的研究人員提出一項新理論：大氣顆粒物呈固態或液態時會形成不同的雲，進而不同程度地散射太陽輻射，從而影響全球氣候變化模型預測結果的準確性。這或將為未來氣候變化研究提供一個新視角。相關研究論文發表在最新一期《自然-地球科學》雜誌上。
雲是蒸發的水在空氣粒子周圍形成的水滴。在工業革命之前，這些粒子主要來源於有機物如植物，或者自然界中發生的野火、沙塵暴等。但自十八世紀中葉開始，人類已經把碳、硫酸鹽和其他氣溶膠溶入大氣之中，使許多地方的大氣顆粒物增加多達百倍。這對全球氣候變化的影響如何，目前尚不清楚，部分原因是科學家對這些粒子的行為知之甚少。
領導這項研究的哈佛大學環境化學教授弗格森·馬丁表示，雲的行為模式取決於所含固體或液體粒子的數量。粒子的狀態將決定哪些過程會被包括在氣候變化預測模型中，從而提高這些模型的準確性。
以往研究顯示，芬蘭北方森林（松樹林）處大氣顆粒物呈固體或半固體的狀態。在那裏松樹釋放的α-蒎烯（我們聞到的松樹氣味），會與其他物質如臭氧産生大氣有機顆粒物反應。
馬丁及其團隊決定在亞馬孫雨林測試新理論。相比于芬蘭松林30％的濕度，亞馬孫地域的濕度可高達80％左右，其釋放的異戊二烯反應産物，為大氣顆粒有機物提供了基本的組件。
馬丁研究團隊發現，大多數時間內，在亞馬孫雨林的大氣中形成的有機顆粒呈液態，液體微粒從氣相中吸收分子並生長。另一方面，半固體顆粒逐層生長，體積較小，這影響了雲的形成和降水的各種形式。
該研究第一作者亞當·貝特曼指出，地域性對於顆粒是液態還是乾燥狀態起著重要作用，周圍環境、生物群落狀況等也是影響因素。在乾燥環境中，松樹排放出的化合物會呈半固態，對氣候模型的影響也將不同。
總編輯圈點
世界範圍的物理環境變化會預示著地球氣候的變化，空氣中不同的顆粒物組成，肯定會影響其對陽光的折射反射以及風的流動等，進而造成氣候變化，而這些顆粒物正是人類不同活動的最直接的産物。我們希望這項研究能夠真正量化揭示人類向大氣中排放的各種顆粒物對環境和氣候的影響程度，從而減少氣候大會上各種喋喋不休的爭吵，讓科學家擁有更多發言權，真正讓減排什麼、減排多少具有科學依據，並制定出最有效的行動指南。
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