
關於雲的壞消息:我們對它們的了解比我們想像的要少。
好消息:我們可能正在弄清楚它們。
一個包含人造空氣並使用粒子梁來模仿宇宙射線的新雲腔室表明,下部大氣中的雲形成至少涉及科學尚不清楚的一種成分。但是,該實驗還發現了一些化學指紋,可以幫助研究人員追踪神秘蒸氣。 [查看雲室的照片這是給出的
結果很重要,因為雲及其前體,氣溶膠是最大的不確定性來源氣候變化型號。研究人員知道,溫室氣體排放溫暖地球,氣溶膠和雲可以通過將陽光回到太空中來減輕某些影響。但是這些粒子是如此難以捉摸,並且很難理解,以至於在氣候的計算機模型中很難考慮它們。現在,研究人員正在學習他們了解的知識雲形成首先,研究人員Jasper Kirkby是瑞士CERN粒子物理實驗室的粒子物理學家Jasper Kirkby。
柯比告訴《生命科學》:“我們對氣溶膠的了解還少。” “所以我們之前遇到了問題,現在我們遇到了更大的問題。”
受控腔室
柯比(Kirkby)在CERN進行了雲實驗,該實驗是為了研究宇宙射線(來自地球大氣層下雨的空間中的亞原子顆粒)是否影響雲形成。
他和他的同事模擬了細顆粒稱為氣溶膠在由鋼製成的巨型雲室中。氣溶膠是雲的種子:當它們生長得足夠大時,水蒸氣在周圍凝結。足夠了,您會得到多雲的天空。
柯比說,研究人員不會在會議廳中使用常規空氣,因為它不能足夠純化以防止雜質。相反,他們是用液氮和液體氧氣製成空氣的。他補充說,在房間中使用的水蒸氣被清洗,但他補充說,即使這還不夠乾淨。研究人員也將很快通過化學反應開始合成自己的水。
腔室內的溫度可以控製到一個度的一百個度,使Kirkby和他的同事可以模擬大氣的任何區域。他們使用CERN質子同步加速器加速器中的一束顆粒來模擬宇宙射線。光纖紫外線陽光普照。
柯比說:“這就像烹飪一樣。” “我們用我們想要的成分填充鍋 - 腔室,設置我們想要的溫度,然後觀看。”
下雨
通過這種設置,Kirkby及其研究團隊模擬了氣溶膠成核,或者在大氣中的分子聚類以形成氣溶膠。他們很快發現,他們的兩個可能啟動成核的候選者,硫酸和氨,無法說明在下部大氣中看到的成核量,該成核量位於地球表面約0.6英里(1公里)之內。
柯克比說,在腔室中看到的成核量是“在低大氣中看到的十分之一和千分之一之間”。 “很明顯,缺少一些東西。”
但是,敏感的測量表明,從周圍空氣中洩漏出來的痕量有機蒸氣會導致成核。這為研究人員提供了追捕神秘元素的起點。
研究人員還發現,他們的模擬宇宙射線刺激了成核的10倍,這表明宇宙射線也促進了雲形成。那沒有證明宇宙射線影響氣候,柯比說,但這確實留下了可能性。
“這意味著確實必須考慮太陽對這些小顆粒的影響,”科羅拉多大學博爾德分校的大氣科學家歐文·圖恩(Owen Toon)說。 Toon稱該實驗“真的令人印象深刻”。
Toon告訴LiveScience:“成核是大氣中最煩人的過程,因為它對溫度非常敏感。” “這是一個非常敏感的過程,這使得從理論上進行工作非常困難。在實驗上也很難進行。”
這項研究並未引起質疑的基礎科學溫室氣體變暖,柯比強調,而是完善了研究的一個方面。氣候模型目前預測,到2100年,全球溫度的平均平均溫度升高為3至7度(2至4攝氏度)。
柯克比說,雲實驗產生的數據(雲代表“離開室外液滴”)將進食氣溶膠形成的全球模型。
他說:“這是拼圖遊戲的一部分,您可以說這增加了對大局的理解。” “但是這絕不會反駁其他作品。”
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