Частицы сажи, пыль, поднятая ветром или морскими брызгами, составляют лишь некоторые частицы в атмосфере. Другие образуются из определенных следов паров, например, когда отдельные молекулы серной кислоты и воды группируются в виде крошечных капель.
Это образование новых частиц известно как зародышеобразование. Облака образуются из-за конденсации воды на более крупных аэрозольных частицах или так называемых ядрах конденсации облаков. Чем больше образуется облачных капель, тем больше солнечного света отражается обратно в космос. Климатические модели показывают, что дополнительные частицы, вызванные деятельностью человека, производят охлаждающий эффект, который частично компенсирует парниковый эффект.
Однако это меньше, чем предполагалось ранее.Частицы аэрозоля от выбросов серной кислоты и аммиакаМодельные расчеты, представленные в «Науке», доказывают, что около половины облачных ядер конденсации в атмосфере возникают в результате нуклеации.
Сегодня в атмосфере почти повсеместно в формировании частиц преобладают механизмы, в которых должны объединиться по крайней мере три химических компонента: помимо двух основных веществ, то есть серной кислоты и воды, это либо аммиак, либо особые органические соединения, такие как продукты окисления терпенов. . Вблизи земли важны органические вещества из природных источников, в то время как аммиак играет ключевую роль выше в тропосфере. Выбросы аммиака и серы значительно увеличились за последние десятилетия в результате деятельности человека.
11-летний солнечный цикл практически не влияетCLOUD также исследовал, как 11-летний солнечный цикл влияет на образование аэрозольных частиц в нашей современной атмосфере. Модельные расчеты показывают, что эффекты в результате изменения ионизации через солнце слишком малы, чтобы вносить значительный вклад в образование облаков. Хотя ионы изначально участвуют в развитии почти одной трети всех вновь образованных частиц, концентрация крупных ядер облачной конденсации в течение 11-летнего цикла изменяется всего на 0,1 процента — этого недостаточно, чтобы иметь какое-либо существенное влияние. по климату.
Эффект охлаждения на 27 процентов меньше ожидаемогоКоманда CLOUD также представила первые глобальные модельные расчеты образования аэрозолей без участия серной кислоты и исключительно за счет чрезвычайно низколетучих веществ биологического происхождения (Gordon et al., PNAS). Согласно полученным данным, этот процесс в значительной степени способствовал образованию частиц, прежде всего в доиндустриальной атмосфере, поскольку в то время в атмосферу выбрасывалось гораздо меньше компонентов серы.
Количество частиц в доиндустриальной атмосфере теперь оценивается как намного больше из-за дополнительного процесса, чем было показано в более ранних расчетах. Модельные расчеты, основанные на данных эксперимента CLOUD, показывают, что охлаждающий эффект облаков на 27 процентов меньше, чем при моделировании климата без этого эффекта, в результате дополнительных частиц, вызванных деятельностью человека: вместо радиационного эффекта — 0,82 Вт / м2, результат всего -0,60 Вт / м2.