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对城市烟雾的潜在解释 寒冷气候下气溶胶颗粒的增长更高

  • 科学
  • 2020-05-28 09:03:48
  • 来源:

硝酸对大气中气溶胶颗粒的影响可能解释了霜冻天烟雾笼罩城市的现象。在实验室条件下,瑞士CERN的研究人员观察了大气气溶胶的形成,并发现了有关交通和能源工业中产生的氮氧化物与气候和空气质量之间的联系的新信息。这些发现发表在《自然与科学进展》期刊上。

根据发现,根据情况,氮化合物可以减慢或加速气溶胶颗粒的生长。这意味着减少二氧化硫本身不足以防止在大城市中出现烟雾问题。相反,需要全面了解大气颗粒的形成过程。

以前,即使硝酸盐化合物经常出现在较大的颗粒中,硝酸也没有被认为对气溶胶颗粒的形成或早期生长有显着影响。但是,《自然》杂志上发表的研究表明,在寒冷的气候下,硝酸可以大大促进颗粒的生长,甚至可以在-15°C的温度下与氨一起形成颗粒。这很重要,因为大气中的硝酸和氨气最多是硫酸的1000倍。

该发现可以解释为什么即使在污染严重的大城市中也会形成颗粒,尽管已经建立了有关哪些污染物应防止新颗粒形成和生长的已知知识。相同的机理还可能在大气中产生更高的粒子,在大气中温度始终很冷,闪电会产生氮氧化物。

同时,氮氧化物还影响大气中有机化合物的氧化特性。在赫尔辛基大学研究人员领导的项目中,发现氮氧化物会增加有机化合物氧化产物的挥发性。结果,与空气清洁的情况相比,颗粒的生长速度变慢,并且较少的颗粒幸存。在主要由有机化合物促进颗粒生长的区域,例如在北方森林地区,这种现象可以减少形成云的气溶胶的数量,从而间接导致气候变暖。这项研究发表在《科学进展》杂志上。

两项研究均基于欧洲核研究组织CERN进行的实验室实验。CERN的CLOUD腔室使得以无与伦比的精度研究气溶胶颗粒的形成和生长成为可能。参加CLOUD实验的芬兰人包括赫尔辛基大学大气与地球系统研究所,芬兰气象研究所和东芬兰大学。

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