Органические молекулы деревьев превосходно засеивают облака, показало исследование ЦЕРН – Мир физики

Семейство органических соединений, выделяемых деревьями, может играть гораздо большую роль в формировании облаков, чем считалось ранее. Таков вывод Лубна Дада из швейцарского института Пауля Шеррера и международной команды, которые говорят, что их идеи могут сыграть решающую роль в предсказании будущего климата Земли.

Когда деревья подвергаются стрессу, они выделяют органические молекулы, которые реагируют с озоном, нитратными радикалами и другими соединениями в атмосфере. В результате этих реакций образуются крошечные твердые частицы, называемые органическими соединениями со сверхнизкой летучестью (УЛЛОС).

В некоторых случаях УЛЛОС могут вырасти настолько большими, что капли воды могут конденсироваться на их поверхности, способствуя образованию облаков. Облака оказывают значительное влияние на климат Земли, многие из которых плохо изучены. Поэтому понимание влияния УЛЛОС нельзя упускать из виду в моделях глобального климата.

Наиболее важные молекулы, участвующие в образовании ULVOC, находятся в трех типах углеводородов: изопрен, монотерпен и сесквитерпен. Ситуация усложняется тем, что ученые полагают, что изменение климата теперь приводит к изменению выбросов в атмосферу.

Увеличение концентрации

«Концентрация терпенов увеличивается, потому что растения выделяют их больше, когда они испытывают стресс – например, когда наблюдается повышение температуры и экстремальные погодные условия, а растительность чаще подвергается засухе», – объясняет Дада.

Благодаря предыдущим исследованиям ученые-климатологи теперь имеют четкое представление о том, как повышение уровня изопрена и монотерпена влияет на формирование глобальных облаков, что помогает им делать более точные прогнозы о будущем климата Земли.

До сих пор роль сесквитерпенов определить гораздо труднее. «Это потому, что их довольно сложно измерить», — говорит Дада. «Во-первых, потому что они очень быстро реагируют с озоном, а во-вторых, потому что встречаются гораздо реже, чем другие вещества».

Несмотря на более низкую эмиссию, эти молекулы с большей вероятностью, чем изопрен и монотерпен, образуют крупные частицы, необходимые для образования облаков. В конечном итоге это означает, что более глубокое понимание роли сесквитерпена в формировании облаков будет иметь решающее значение для улучшения наших моделей климата Земли.

В ЦЕРНе облачно

В своем исследовании команда Дада изучила способность сесквитерпенов образовывать УЛЛОС, используя Космические частицы, оставляющие капли на открытом воздухе (CLOUD) палата ЦЕРН в Женеве. Там исследователи могут моделировать различные атмосферные условия, которые участвуют в формировании облаков.

«Почти на 30 м.³Эта герметичная климатическая камера является самой чистой в своем роде в мире. Он настолько чистый, что позволяет нам изучать сесквитерпены даже при низких концентрациях, зафиксированных в атмосфере», — объясняет Дада.

Начав со смеси только изопрена и монотерпена, команда измерила, как скорость образования облаков менялась внутри камеры по мере увеличения концентрации сесквитерпена. Эффект был немедленным. Даже когда сесквитерпен составлял всего 2% смеси внутри камеры ОБЛАКА, повышенный выход УЛОС уже удвоил скорость образования облаков.

Пластиковые аэрозоли в атмосфере могут повлиять на климат

Как объясняет Дада: «Это можно объяснить тем, что молекула сесквитерпена состоит из 15 атомов углерода, тогда как монотерпены состоят только из десяти, а изопрены — только из пяти». Благодаря своей более высокой молекулярной массе сесквитерпен гораздо менее летуч, чем две другие молекулы, что позволяет ему легче объединяться в твердые частицы.

Результаты показывают, что влияние сесквитерпенов на образование облаков должно быть включено в будущие модели глобального климата. Дада и его коллеги надеются, что их исследование позволит ученым-климатологам лучше предсказать, как будет меняться образование облаков и его влияние на атмосферу Земли по мере того, как планета продолжает нагреваться.

Опираясь на свои методы, исследователи теперь будут стремиться получить более широкую картину того, как на климат уже повлияли выбросы других искусственных соединений. «Далее мы и наши партнеры по CLOUD хотим выяснить, что именно произошло во время индустриализации», — объясняет член команды, Имад Эль-Хаддад. «В это время природная атмосфера стала все больше смешиваться с антропогенными газами, такими как диоксид серы, аммиак и другие антропогенные органические соединения».

Исследование описано в Наука развивается.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/organic-molecule-from-trees-excels-at-seeding-clouds-cern-study-reveals/