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热带自由对流层的气溶胶形成:氧化态有机物可能是关键!| NSR论文

《国家科学评论》 中国科学杂志社 2023-07-08



热带自由对流层中的气溶胶颗粒物作为云凝结核的重要来源之一,对全球气候具有重大影响。在最近发表于《国家科学评论》(National Science Review, NSR)的研究论文中,芬兰赫尔辛基大学Federico Bianchi教授领导的研究团队,通过在南美洲玻利维亚的高山观测,揭示了热带自由对流层中氧化态有机物的存在。这些有机物在热带自由对流层内气溶胶新粒子生成的过程中可能具有至关重要作用。

本研究的观测站,位于南美安第斯山脉的查卡塔雅(Chacaltaya)峰,海拔5240米


自由对流层中的大气新粒子生成,是热带云凝结核的重要来源之一,能显著影响该地区的云层特性和全球气候。此前的研究表明,由挥发性有机物生成的氧化态有机物可能有助于热带自由层气溶胶的形成。然而,由于直接观测证据的缺乏,这些有机物的存在及其在新粒子生成过程中的实际作用尚不确定。

通过基于分子水平的大气有机成分观测,研究者发现,热带自由对流层中有大量氧化态有机物同时存在于气相和颗粒相中。这些氧化态有机物主要含有4-5个碳原子,可能与观测站点数百公里外的亚马逊雨林所排放的异戊二烯(C5H8)有关。这些大气中的氧化态有机物因具有低挥发性的特征,既能参与大气颗粒物的成核过程,又可以通过凝结促进新生成的纳米颗粒物进一步增长,因此在热带自由对流层中对气溶胶新粒子生成过程中具有重要作用。

热带自由对流层中的氧化态有机物的生命周期,及其在气溶胶新粒子生成过程中的作用

上述研究结果表明异戊二烯衍生的氧化态有机物能够在洲际尺度上影响热带自由对流层气溶胶颗粒物生成过程,为深入研究热带地区气溶胶颗粒物的形成机制及其环境效应提供了关键的观测证据。

该论文的第一作者和通讯作者分别为赫尔辛基大学的查乔治博士和Federico Bianchi教授,合作单位包括斯德哥尔摩大学,哥德堡大学,因斯布鲁克大学,苏黎世联邦理工学院等。



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Oxidized organic molecules in the tropical free troposphere over Amazonia

https://doi.org/1‍0.1093/nsr/nwad138



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