據(jù)外媒報(bào)道，站在海邊，大口大口地聞著鹽霧，你會(huì)聞到刺鼻的海腥味。而那種成熟的、像是腐爛的氣味，則是硫磺。據(jù)悉，海洋浮游生物每年向空氣中輸出超2000萬噸的硫磺，主要是以二甲基硫醚(DMS)的形式。在空氣中，這種化學(xué)物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化為硫酸，然后它通過為水滴的形成提供一個(gè)場所來幫助產(chǎn)生云。

在世界海洋的范圍內(nèi)，這個(gè)過程影響到整個(gè)氣候。

但來自威斯康星大學(xué)麥迪遜分校、美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)和其他機(jī)構(gòu)的新研究顯示，從海洋中排放的超過1/3的DMS永遠(yuǎn)無法幫助新的云層形成，因?yàn)樗辉茖颖旧硭?。這些新發(fā)現(xiàn)大大改變了人們對海洋生物如何影響云層的普遍認(rèn)識(shí)，并可能改變科學(xué)家預(yù)測云層形成如何響應(yīng)海洋變化的方式。

通過將陽光反射回太空和控制降雨，云在全球氣候中發(fā)揮著重要作用。準(zhǔn)確地預(yù)測它們對于理解氣候變化的影響至關(guān)重要。

“事實(shí)證明，這個(gè)關(guān)于云層形成的故事確實(shí)不完整，”華盛頓大學(xué)麥迪遜分校的化學(xué)教授、論文新報(bào)告的資深作者Tim Bertram說道，“在過去的三四年里，我們一直在質(zhì)疑這個(gè)故事的一部分，通過實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和大規(guī)模的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)在我們可以更好地將海洋排放的東西和你如何形成這些鼓勵(lì)云層形成的微粒之間的聯(lián)系起來。

通過跟其他13個(gè)機(jī)構(gòu)的合作者一起，華盛頓大學(xué)麥迪遜分校的研究生Gordon Novak構(gòu)建了于2021年10月11日發(fā)表在《Proceedings of the National Academy of Science》上的分析報(bào)告。

幾年前，由NOAA的Patrick Veres領(lǐng)導(dǎo)的這組研究人員發(fā)現(xiàn)，在變成硫酸的過程中，DMS首先會(huì)變成一種被稱為HPMTF的分子，而這種分子之前從未被確認(rèn)過。在這項(xiàng)新的研究中，該團(tuán)隊(duì)使用NASA擁有的滿載儀器的飛機(jī)，然后在云層內(nèi)和晴朗的天空下捕捉這些化學(xué)物質(zhì)的詳細(xì)測量結(jié)果。

“這是一架巨大的DC-8飛機(jī)。它是一個(gè)飛行實(shí)驗(yàn)室，”Bertram介紹道，“基本上所有的座位都被拆除了，非常精確的化學(xué)儀器被放了進(jìn)去，這使得研究小組能在非常低的濃度下測量大氣中的排放分子和所有的化學(xué)中間物。”

研究小組從飛行數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，HPMTF很容易溶解到現(xiàn)有云層的水滴中，這就從云層成核過程中永久地消除了硫磺。在無云地區(qū)，更多的HPMTF幸存下來進(jìn)而成為能幫助形成新云層的硫磺。

在佛羅里達(dá)州立大學(xué)的合作者的領(lǐng)導(dǎo)下，該團(tuán)隊(duì)在一個(gè)大型的全球海洋大氣化學(xué)模型中對這些新的測量結(jié)果進(jìn)行了說明。他們發(fā)現(xiàn)，來自DMS的36%的硫是以這種方式流失到云中的。另外15%的硫是通過其他過程流失的，所以結(jié)果是，海洋浮游生物作為DMS釋放的硫中只有不到一半可以幫助形成云。

“這種對云的硫的損失降低了小顆粒的形成率，所以它降低了云核本身的形成率，”Bertram說道，“對云的亮度和其他特性的影響將不得不在未來進(jìn)行探索。”

直到最近，研究人員仍在很大程度上忽略了云層對海洋上空化學(xué)過程的影響，部分原因是很難從云層中獲得良好的數(shù)據(jù)。但新研究顯示，正確的儀器擁有獲得這些數(shù)據(jù)的能力，而且云層可以發(fā)揮重要的作用，甚至影響到產(chǎn)生云層的過程本身。

Bertram說道：“這項(xiàng)工作確實(shí)重新打開了海洋化學(xué)的這個(gè)領(lǐng)域。”

關(guān)鍵詞： 海洋 DMS 新云層 氣候