산업화 이전의 분위기는 이전에 생각했던 것보다 더 많은 입자와 더 밝은 구름을 포함했습니다. 이것이 최신 발견 제노바 근처의 CERN 입자 물리 연구소의 80 과학자 들간의 협력 인 CLOUD 실험. 그것은 인간이 오염 물질을 추가하기 전에 대기 중에 있던 것들에 대한 우리의 이해를 바꿉니다.
대부분의 구름 물방울은 형성과 성장을위한 "씨앗"으로 작용하기 위해 작은 공기 입자를 필요로합니다. 구름에 이러한 씨앗이 많아서 더 많은 물방울이 있으면 더 밝아지고 지구 표면에서 더 많은 햇빛을 반사합니다. 이것은 차례로 기후를 식힐 수 있습니다. 따라서 지구 대기의 입자 수와 크기를 이해하는 것이 지구의 구름이 얼마나 밝고 반사적 일뿐만 아니라 지구의 기온이 어떻게 될지 예측하는 데 중요합니다.
오늘날,이 입자의 약 절반은 천연 자원에서 유래합니다. 땅속의 먼지, 화산, 그을음을 만드는 산불, 또는 대기 중에 증발하는 바다 살포가 대기에 작은 소금 사양을 남겨 둡니다.
많은 공중 입자는 우리가 화석 연료를 태워서 발생합니다. 이것은 매연뿐만 아니라 대기 중에 황산으로 만든 이산화황 가스를 생성합니다. 산성비를 유발할뿐만 아니라 황산 분자도 함께 붙을 수 있으며 입자로 성장하다. 다른 분자들은 암모니아 종종 황산 분자를 함께 붙이는데 도움이되며, 전반적으로이 과정은 약 절반 오늘날의 대기에서 구름을 뿌리는 구름의
XNUMXD덴탈의 구름 CERN의 실험에서도 최근에 나무에서 방출되는 가스 이전에 생각했던 것처럼 다른 오염 물질로부터 어떤 도움도 필요없이 대기 중에 구름을위한 새로운 씨앗을 만들기 위해 함께 고집 할 수 있습니다. 과학자들은 구름 종자가 황산 (종종 다른 화합물과 섞여 있음)이나 요오드 분자가 결합되어이 과정을 시작해야한다고 생각했습니다.
우리의 새로운 추적 연구에서 PNAS, 우리는 다른 CLOUD 과학자들과 함께 대기에서이 과정을 시뮬레이션했습니다. 우리의 연구는 오늘날에도 나무가 세계에서 가장 깨끗한 숲이 우거진 곳에서 많은 구름 종자를 생산한다고 제안합니다.
화석 연료 연소가 본격적으로 시작되고 산업 혁명이 시작되기 전의 대기 시뮬레이션 (1750 년으로 정의 된 기후 과학에서)은 현재 존재하는 것보다 적은 입자를 예측합니다. 더 적은 입자로 더 깨끗한 구름은 태양의 에너지를 덜 반영했을 것이며, 아마 직관적으로 반대로, 그들은 조금 희미 해 보였을 것입니다.
클라우드 실험
나무 (테르펜)로부터의 가스가 입자를 만드는 능력은 처음에 1960에서 설명하기 위해 다시 제안되었습니다 블루 헤비 외딴 지역의 숲에서 관찰되었습니다. 많은 실험실 실험이 확인되었습니다. 테르펜 양식을 도울 수있다. 새로운 입자, 그러나 최근까지 그것은 생각되었다. 황산과 같은 다른 오염 물질 필요했다.
이 분야에서 최근의 많은 진전은 직경 3 미터, 높이 3 미터의 스테인레스 스틸 실린더 인 CLOUD 실험 덕분입니다. 가스가 실린더에 주입되어 대기 에서처럼 반응하고 입자 사이에 달라 붙습니다. 최첨단 장비는 챔버의 가스 분자와 입자를 계산합니다. 실린더에서 점착성 가스의 양을 늘리면 1 초마다 형성된 새로운 입자의 수가 어떻게 바뀌는 지 연구합니다.
이것은 대기에 대해 무엇을 의미합니까?
오늘날의 대기 환경에서는 주변에 황산이 너무 많아서 새로운 입자를 형성하는 데 기여하는 것이 얼마나되는지, 구름에 미치는 영향을 측정하기가 어렵습니다. 그러나 CLOUD 결과를 사용한 우리의 새로운 시뮬레이션은 몇백 년 전에 깨끗한 대기에서 테르펜이 매우 중요하다는 것을 보여줍니다. 컴퓨터 모델링은 깨끗한 산업화 이전 분위기에서 입자 농도의 추정치가 증가해야한다고 주장하지만 현재 농도에 대한 우리의 추정치는 대체로 변하지 않습니다.
복잡한 화학 프로세스가 모두 이해되는 것은 아니기 때문에이 초기 단계에서 정확한 예측을하는 것은 어렵습니다. 그러나 대기 중 입자가 많을수록 반사 구름이 더 많고 기후가 더 낮기 때문에 새로운 결과가 중요 할 수 있습니다.
오염 마스킹 기후 변화
지난 세기 동안 대기 중 입자 수가 증가함에 따라 냉각은 이산화탄소 수준의 증가로 인한 온난화의 일부를 상쇄하거나 마스킹했습니다. 우리의 시뮬레이션은이 여분의 냉각이 이전에 생각했던 것처럼 강하지 않았을 수도 있음을 시사합니다.
최근에 관심사였다. 대기에 방출되는 입자의 수를 줄임으로써 전 세계적으로 공기 품질을 향상시키는 동시에 입자가 구름 종자로 작용하고 냉각 효과를 발휘할 수있는 능력을 감소시킬 것입니다.
우리의 시뮬레이션은 매우 불확실하지만이 새로운 공정의 잠재적 중요성은 연소 및 기타 오염원으로 인한 오염을 줄이면 천연 화합물이 다시 한 번 중요해질 수 있음을 시사합니다. 대기 오염으로 인한 구름 종자를 대체함으로써 나무가 지구의 기온 상승을 제한하는 데 도움이 될 수 있습니다.
저자에 관하여
하 미시 고든, Amospheric Science의 연구원, 리즈 대학
Cat Scott, 대기 과학 연구원, 리즈 대학
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