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欧洲粒子物理研究所的云揭示了碘酸在大气气溶胶形成日高尤里中的作用

化学 2022-07-20 00:02:14

欧洲核子研究中心 云室内海洋大气的模拟

从海洋和冰中释放出的碘被臭氧和阳光转化为碘酸和其他化合物

这些形成新的粒子并增加云层,使极地气候变暖

宇宙射线大大提高了粒子形成率

信用:海伦·考利 在今天发表在《科学》杂志上的一篇论文中,欧洲核子研究中心的云合作表明,由碘酸制成的气溶胶粒子可以在海洋边界层——与海洋直接接触的大气部分——中极其迅速地形成

大气中的气溶胶粒子直接和间接地影响着气候,但是新的气溶胶粒子是如何形成并影响云和气候的,目前还知之甚少

在浩瀚的海洋上形成的粒子尤其如此

“以前在某些沿海地区曾观察到碘酸粒子,但我们直到现在才知道它们在全球有多重要,”CLOUD的发言人贾斯珀·柯克比说

“虽然大部分大气粒子是由硫酸形成的,但我们的研究表明,碘酸可能是原始海洋区域的主要驱动力

" CLOUD是独一无二的实验

这是世界上第一个实验室实验,实现了在精确控制的大气条件下测量蒸汽混合物中气溶胶粒子的形成和增长所需的技术性能

此外,该实验能够研究被称为宇宙射线的高能粒子产生的离子如何影响气溶胶粒子的形成,要么使用降雨到云室的自然宇宙射线的稳定通量,要么使用欧洲粒子物理研究所质子同步加速器的粒子束(模拟更高的高度)

在其新的研究中,云小组已经研究了在海洋边界层条件下,气溶胶粒子是如何由分子碘产生的蒸汽形成的

他们发现粒子的形成和生长是由碘酸(HIO3)驱动的,而碘酸(HIO2)在中性粒子(不带电荷的粒子)形成的最初步骤中起着关键作用

此外,研究人员发现碘酸颗粒形成非常迅速——甚至比类似酸浓度的硫酸-氨颗粒更快

他们还发现,源自我们银河系的宇宙射线中的离子会最大限度地加速粒子形成速率,而这仅受分子碰撞频率的限制

柯克比说:“在硫酸和氨浓度极低的原始海洋区域,碘酸颗粒的形成可能特别重要。”

“事实上,最近有报道称,在高北极的浮冰上频繁形成新粒子,这是由碘酸驱动的,硫酸几乎没有贡献

" 结果有重要的影响

海洋表面、海冰和裸露的海藻是大气碘的主要来源,在过去70年里,高纬度地区的全球碘排放量增加了三倍,而且随着海冰变薄,今后还可能继续增加

“在极地地区,气溶胶和云具有变暖效应,因为它们吸收了原本会流失到太空中的红外辐射,然后辐射回地表

因此,增加的碘酸气溶胶和云种的形成可能会提供一个以前没有说明的正反馈,加速北极海冰的消失,”柯克比解释道

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