Науки о Земле

Обнаружен механизм быстрого образования микрочастиц в атмосфере

NASA Goddard's Scientific Visualization Studio

Международная группа ученых обнаружила ранее неизвестный механизм, который обуславливает очень быстрое образование частиц в атмосфере при определенных условиях. Опубликованное в журнале Nature исследование может помочь ученым моделировать процессы изменения климата и предложить новые методы для сокращения количества загрязняющих частиц в городах.

Количество нано- и микрочастиц в атмосфере серьезно влияет на климат Земли. Так, например, они являются причиной смога в городах, который наносит значительный ущерб здоровью их жителей. Кроме того, такие частицы влияют и на общее состояние климата на всей планете. Однако чтобы оказать существенное влияние, такие частицы должны достигнуть размера в 100 нанометров. Поэтому ученым важно понимать механизмы их роста, которые будут определять скорость их накопления в атмосфере.

Если частицы не достигают этого размера, они быстро поглощаются другими, более крупными сородичами. Это означает, что в загрязненной городской среде, где воздух уже наполнен более крупными частицами, можно было бы ожидать появления небольшого числа новых частиц. Тем не менее в таких средах довольно часто наблюдают быстрое формирование этих загрязнителей.

Чтобы решить эту проблему, авторы новой работы обратились к данным эксперимента CLOUD. В его ходе в CERN была обустроена специальная камера, в которой были воссозданы условия атмосферы Земли на разных высотах. С помощью эксперимента специалисты пытаются, в частности, понять, как на поведение облаков оказывают влияние космические лучи. Такая камера позволяет ученым довольно точно наблюдать за ростом различных частиц в атмосфере и моделировать различные процессы в виртуальной среде.

Используя CLOUD, ученые проводили конденсацию паров азотной кислоты и аммиака в широком диапазоне температур и обнаружили, что полученные новые частицы могут расти в 10–100 раз быстрее, чем сообщалось ранее. Это позволяет частицам достигать достаточно больших размеров для избежания поглощения другими частицами. Ранее было известно, что соединение, образующееся из паров этих двух соединений — нитрат аммония, — вносит вклад в загрязнение атмосферы внутри более крупных частиц, но его роль в росте небольших фрагментов была до сих пор неизвестна.

«Это может помочь объяснить, как зародыши частиц растут в условиях загрязненного городского воздуха. Ранее это было большой загадкой, равно как и процесс их формирования в верхних слоях атмосферы, где они могут оказывать сильный эффект на климат, — пояснил один из исследователей, профессор Университета Карнеги — Меллона Нил Донахью. — Сейчас мы работаем над изучением того, как этот механизм работает в верхних слоях атмосферы Земли».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.