黑炭和其他污染种子云。 我们才刚刚开始了解气候影响| 地平线杂志


气候变化的主要原因是大气中二氧化碳含量的上升。 自工业革命开始以来,这种情况一直在发生 和w现在,人们对这种气体的行为,捕集热量和使地球变暖有了很多了解。

悬浮在空气中的颗粒(或气溶胶)对气候的影响更为神秘。 尤其重要的是黑碳,碳黑会从燃烧的植被和交通烟气中飘出。 这种黑色物质是导致气候变化的第二大因素。 但这与二氧化碳有很大的不同。

尽管二氧化碳在空气中停留了数百年,但黑碳在大气中的存活时间仅为数周, 解释教授 贝纳德特 魏尼尔,大气 和气雾剂 奥地利维也纳大学的科学家。

二氧化碳是一种混合气体,浓度很高, 差不多 那不勒斯和夏威夷一样。 另一方面,大气中气溶胶颗粒的数量和类型因您所处的位置而异

效果 粒子类型 也不同。 黑炭吸收热量并导致空气变热。 矿物粉尘会吸收光,但吸收程度不强。 其他一些粒子将光反射离开 地球。 科学家必须开展一项 簿记 运动,增加多少粒子使地球变暖,减去多少粒子使地球变凉。

使图片复杂化的是,粒子播种了水滴,这些水滴最终构成云。 粒子的类型影响 那些云的性质。

污染物

教授 魏尼尔 轨道 人为污染物 在一个名为“大气层”的项目中,自然颗粒如来自沙漠中的灰尘 生活

研究飞机上的专用仪器意味着科学家可以收集不同高度的空气样本进行分析。 图片来源-Bernadett Weinzierl

为了采样我们天空中漂浮的东西,项目科学家驾驶了双引擎 达索猎鹰20 来自地中海东部的德国航空航天中心(DLR)。 在22个航班中 飞机 在空中分析2017年塞浦路斯上空和周围旋转的粒子。

地中海东部是理想的位置,因为它包含生物质燃烧产生的烟尘,撒哈拉沙漠产生的灰尘 和从 阿拉伯 dert 硫酸盐 以及来自交通和工业烟雾的黑炭。 这架飞机低至300米,高至12公里。 还用了 雷射 跟踪空气中的粒子。

教授 威恩兹一世错误 观察到,当存在大量粉尘时,即使是当地天气预报也往往不太准确。 同样,此类粒子会使有关气候的预测模糊。

这位奥地利教授还参加了一次NASA研究飞机的实验,该飞机从北极一直飞到太平洋中部,再到南极洲的外缘,然后飞回大西洋。 这个 任务 允许她 比较原始天空中的颗粒鸡尾酒 远离人类的影响, 和那些 在高污染的天空中 在地中海东部。

教授 魏尼尔 发现更多 大气中高浓度的颗粒,例如矿物粉尘 比预期的要好。 甚至我ñ 地区 在北半球e, 离源头很远1020微米 粒子 被定期发现 在空中,说 教授 魏尼尔 H人类头发长100微米,作比较,而黑碳由直径小于一微米的颗粒组成。

另一方面,黑碳较少 当下 教授 预期 大气层高我们发现模型在对流层上部有更多的黑碳 我们发现自然说过。 然后,由模型得出的黑碳变暖要比模型预测的少。

一种解释可能是更多的黑碳是 存在 被雨水冲走了 比模型预测的要好

Weinzierl教授参加了NASA从北极飞往南极洲的研究飞机飞行,然后返回世界各地比较空气微粒鸡尾酒。 图片来源-Bernadett Weinzierl

乌云

气溶胶颗粒对人体至关重要大声 编队,不同的类型会影响云的行为

通常,每一个云滴都会在气溶胶颗粒上形成,因为不会形成云 大气条件下的纯净水, 说过 菲利普·斯蒂尔牛津大学大气物理学教授, 在英国。 云滴可以围绕植物释放的分子,火山喷出的含硫化合物或车辆排气管中的烟灰开始, 和更多。

但是气溶胶和云形成的科学令人困惑 –气溶胶特性很重要。 ‘您需要了解它们的大小,组成以及它们如何混合在一起, 教授说 Stier。 例如,漂浮的海盐会迅速吸收水分,而 炭黑倾向于排斥水。

然后,云本身将根据其播种方式而有所不同。 污染地区的云将 通常 从更多开始 气溶胶等形成更多的液滴 教授说 Stier。 最终,围绕微小人造颗粒形成的云将 通常 有更多的水,较小 飞沫。

盐或盐周围堆积的云 沙漠尘 通常 含有更少的液滴s,但每个液滴 –就像它们周围形成的粒子– 更大。 如果空气非常干净,那么云滴通常会开始大得多,这些云很容易下雨, 教授补充 Stier。 “但是真正的问题是气溶胶如何影响更大范围的降水。”

含有污染物气溶胶的云朵含有更多的水滴,显得更亮。 这反射光,冷却大气。 这样的云也可能寿命更长, 教授说 斯蒂尔但是这些影响仍然不确定

气溶胶颗粒和云 介绍 不确定因素 气候预测。 它们的复杂性和 在困难方面 计算s 这意味着科学家们仍然难以理解微观和大规模的云。 但是正在取得进展。

教授 Stier研究了气溶胶是如何影响对流云的 欢呼 项目。 当暖空气升起时形成对流云 并包括您在夏日可能会看到的蓬松积云。 他们在气候模型中的代表性很差s 教授 Stier,但是新的固定卫星正在帮助更好地跟踪它们。

斯蒂尔教授 现在正在调查天空中的气溶胶颗粒如何影响降雨 在一个叫做 收获他研究了小范围和广阔云场中大气的能量平衡。 例如,在下雨时,潜热释放到大气中。

大气的能量平衡会有所不同。 在热带地区,我们实际上得到了局部降水的增加 由吸收气溶胶(如黑碳)引起 教授 斯蒂尔解释说, 但是在中纬度, 哪里 地球的自转会产生更强的作用,将能量转移出去并非易事,降水会大大减少。

Stier教授正在使用人工智能来处理和理解所收集的有关粒子运动以及对云层和降雨的影响的大量数据。

同时,教授 威尼尔的 小组继续分析A-生活 数据。 奥地利小组开发了新方法,其中包括针对 原子 航班。 它查看数据,然后说出您是在云内部还是云外部, 教授 魏尼尔 说过和“关于云的类型

d发现堆积如山。 教授 魏尼尔 确认 黑炭的寿命 高空大气中的温度比气候研究中所假设的时间短。

另外,她的小组也为 发现 天然硫化合物对于在海洋大气中开始形成云很重要。 他们也 帮助了 揭示 新成立 大气中的高颗粒 在热带地区,云层凝结并在大气中下降时,有助于播种云层。

了解粒子如何影响云 –最终是气候– 已经 一个巨大的障碍 科学家们。 但这是他们通过更好地测量颗粒度而克服的障碍Ë并更好地了解它们之间的相互作用以及对云和气候的影响

本文中的研究由欧盟资助的欧洲研究理事会如果您喜欢这篇文章,请考虑在社交媒体上分享。



This article – “黑炭和其他污染种子云。 我们才刚刚开始了解气候影响| 地平线杂志
” – was originally published in Horizon, the EU Research & Innovation magazine

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