فضای پیش سازمانی ذرات بیشتر و ابرهای بسیار واضح تر از آنچه قبلا فکر کرده بودیم. این است آخرین یافته ها آزمایش CLOUD، همکاری میان دانشمندان 80 در آزمایشگاه فیزیک ذرات CERN در نزدیکی ژنو است. این درک ما از آنچه که در جو زمین بود، قبل از اینکه انسان شروع به اضافه کردن آلودگی کند، تغییر می کند و آنچه در آینده ممکن است دوباره باشد.
بسیاری از قطرات ابری نیاز به ذرات کوچک هوا دارند تا به عنوان "دانه ها" برای شکل گیری و رشد آنها عمل کنند. اگر ابر دارای بیشتر از این دانه ها باشد و بنابراین قطرات بیشتری، آن را روشن تر می شود و منعکس کننده نور خورشید بیشتر از سطح زمین است. این به نوبه خود می تواند آب و هوا را خنک نگه دارد. بنابراین درک تعداد و اندازه ذرات در جو برای پیش بینی اینکه نه تنها ابرهای سیاره ای روشن و بازتابنده مهم است، بلکه از نظر درجه حرارت جهانی نیز اهمیت دارد.
امروزه حدود نیمی از این ذرات از منابع طبیعی می آیند. این شامل گرد و غبار از زمین، آتشفشان ها، آتش سوزی هایی است که باعث می شود دوده، و یا اسپری دریایی که تبخیر می شود هوا را ترک پشت مشخصات کوچک نمک در جو.
بسیاری از ذرات هوا نیز از سوختن سوخت های فسیلی حاصل می شود. این باعث تولید دوده میشود، اما همچنین گاز دی اکسید گوگردی که به اسید سولفوریک در اتمسفر تبدیل شده است. علاوه بر ایجاد باران اسیدی، مولکولهای اسید سولفوریک می توانند با هم و با یکدیگر همدیگر را بپیچند به ذرات رشد کنند. مولکول های دیگر مانند آمونیاک اغلب مولکول اسید سولفوریک را با یکدیگر ترکیب می کند و به طور کلی این فرآیند شکل می گیرد تقریبا نصف از ذرات ابر ذرات در جو امروز.
La ابر آزمایش CERN همچنین اخیرا کشف کرده است گازهایی که درختان تولید می شود می تواند با هم بچسبد تا بذرهای جدیدی برای ابرها در جو ایجاد شود - بدون نیاز به هیچگونه کمک از آلاینده های دیگر، همانطور که قبلا تصور می شد. دانشمندان تصور می کردند که بذرهای ابر نیاز به اسید سولفوریک (اغلب با ترکیبات دیگر) یا مولکول های ید را به هم می پیوندند تا این روند را آغاز کنند.
در تحقیق جدید جدید ما، منتشر شده در PNAS، ما با همکاران دیگر CLOUD برای شبیه سازی این فرایند در جو زمین کار کردیم. کار ما نشان می دهد که حتی درختان امروز، کسر زیادی از بذر های ابر را بر روی تمیزترین بخش های جنگلی جهان ایجاد می کنند.
شبیهسازی اتمسفر قبل از سوختن سوختهای فسیلی آغاز شد و انقلاب صنعتی آغاز شد (در علم آب و هوا به عنوان سال 1750 تعریف شده) ذرات کمتر از آنچه در حال حاضر وجود دارد پیشبینی میکنند. ابرهای پاکتر با ذرات کمتر، انرژی کمتر از انرژی خورشید را منعکس می کنند، و شاید به طور غیر مستقیم، آنها کمی کوچکتر نگاه می کردند.
آزمایش CLOUD
توانایی گازها از درختان (ترپنس) برای ایجاد ذرات برای اولین بار در 1960 پیشنهاد شد آبی ها بیش از جنگل ها در مناطق دور افتاده دیده می شود. بسیاری از آزمایشات آزمایشگاهی تاکنون تایید شده است ترپن ها می تواند به فرم کمک کند ذرات جدید، اما تا همین اواخر تصور می شد آلاینده های دیگر مانند اسید سولفوریک مورد نیاز بود
بخش عمده ای از پیشرفت های اخیر در این منطقه به لطف آزمایش CLOUD است: سیلندر فولادی ضد زنگ، حدود 3 متر قطر و سه متر بالا. گازها به داخل سیلند تزریق می شوند، جایی که آنها واکنش نشان می دهند به همان اندازه که در اتمسفر قرار می گیرند و سپس به یکدیگر میچسبند تا ذرات ایجاد کنند. ابزارهای دولتی از لحاظ مولکول ها و ذرات گاز در محفظه شمارش می شوند. ما بررسی می کنیم که چگونه تعداد ذرات جدید تشکیل شده در هر ثانیه تغییرات زمانی که ما افزایش مقدار گازهای چسبنده در سیلندر.
این برای فضا چیست؟
در فضای امروز، اسید سولفوریک زیادی وجود دارد که اندازه گیری چگونگی هر چیز دیگری برای تشکیل ذرات جدید و همچنین ابرها دشوار است. با این حال، شبیه سازی جدید ما با استفاده از نتایج CLOUD نشان می دهد که ترپن ها در فضای تمیز چند صد سال پیش بسیار مهم بودند. مدلسازی کامپیوتری نشان می دهد که تخمین های غلظت ذرات در فضای پیش ساز صنعتی پاک کننده باید افزایش یابد، در حالیکه تخمین های ما از غلظت های امروز عمدتا بدون تغییر است.
پیش بینی دقیق در این مرحله بسیار دشوار است زیرا تمام فرآیندهای شیمیایی پیچیده درک نمی شود. با این حال، نتایج جدید ممکن است مهم باشد، زیرا ذرات بیشتر در جو، ابرهای بازتابنده و آب و هوای سردتر را نشان می دهند.
آلودگی تغییر اقلیم
در طول قرن گذشته، سرد شدن به علت افزایش تعداد ذرات در جو، به دلیل افزایش سطح دی اکسید کربن، برخی از گرم شدن را جبران کرده و یا پوشانده است. شبیه سازی های ما نشان می دهد که این خنک کننده اضافی ممکن است به همان اندازه که قبلا تصور نمی شد، باشد.
اخیرا وجود دارد نگرانی است همانطور که در مجموع کیفیت هوا را در سراسر جهان بهبود می دهیم، با انتشار ذرات کمتر در اتمسفر، ظرفیت ذرات را نیز به عنوان دانه های ابری و اثر خنک کننده ای کاهش می دهیم.
در حالی که شبیه سازی های ما کاملا نامشخص باقی می ماند، اهمیت بالقوه این فرآیند جدید نشان می دهد که با کاهش آلودگی از احتراق و سایر منابع، ترکیبات طبیعی می توانند بار دیگر مهم تر شوند. با کمک به جایگزینی بذر های ابر از آلودگی هوا، درختان ممکن است بتوانند به ما کمک کنند که افزایش دمای جهانی را محدود سازیم.
درباره نویسنده
هامیش گوردون، پژوهشگر علوم آموسبر، دانشگاه لیدز
گربه اسکات، پژوهشگر علوم زیستی، دانشگاه لیدز
این مقاله در اصل در تاریخ منتشر شد گفتگو. دفعات بازدید: مقاله.
کتاب های مرتبط:
at InnerSelf Market و آمازون
