
关于云的坏消息:我们对它们的了解比我们想象的要少。
好消息:我们可能正在弄清楚它们。
一个包含人造空气并使用粒子梁来模仿宇宙射线的新云腔室表明,下部大气中的云形成至少涉及科学尚不清楚的一种成分。但是,该实验还发现了一些化学指纹,可以帮助研究人员追踪神秘蒸气。 [查看云室的照片这是给出的
结果很重要,因为云及其前体,气溶胶是最大的不确定性来源气候变化型号。研究人员知道,温室气体排放温暖地球,气溶胶和云可以通过将阳光回到太空中来减轻某些影响。但是这些粒子是如此难以捉摸,并且很难理解,以至于在气候的计算机模型中很难考虑它们。现在,研究人员正在学习他们了解的知识云形成首先,研究人员Jasper Kirkby是瑞士CERN粒子物理实验室的粒子物理学家Jasper Kirkby。
柯比告诉《生命科学》:“我们对气溶胶的了解还少。” “所以我们之前遇到了问题,现在我们遇到了更大的问题。”
受控腔室
柯比(Kirkby)在CERN进行了云实验,该实验是为了研究宇宙射线(来自地球大气层下雨的空间中的亚原子颗粒)是否影响云形成。
他和他的同事模拟了细颗粒称为气溶胶在由钢制成的巨型云室中。气溶胶是云的种子:当它们生长得足够大时,水蒸气在周围凝结。足够了,您会得到多云的天空。
柯比说,研究人员不会在会议厅中使用常规空气,因为它不能足够纯化以防止杂质。相反,他们是用液氮和液体氧气制成空气的。他补充说,在房间中使用的水蒸气被清洗,但他补充说,即使这还不够干净。研究人员也将很快通过化学反应开始合成自己的水。
腔室内的温度可以控制到一个度的一百个度,使Kirkby和他的同事可以模拟大气的任何区域。他们使用CERN质子同步加速器加速器中的一束颗粒来模拟宇宙射线。光纤紫外线阳光普照。
柯比说:“这就像烹饪一样。” “我们用我们想要的成分填充锅 - 腔室,设置我们想要的温度,然后观看。”
下雨
通过这种设置,Kirkby及其研究团队模拟了气溶胶成核,或者在大气中的分子聚类以形成气溶胶。他们很快发现,他们的两个可能启动成核的候选者,硫酸和氨,无法说明在下部大气中看到的成核量,该成核量位于地球表面约0.6英里(1公里)之内。
柯克比说,在腔室中看到的成核量是“在低大气中看到的十分之一和千分之一之间”。 “很明显,缺少一些东西。”
但是,敏感的测量表明,从周围空气中泄漏出来的痕量有机蒸气会导致成核。这为研究人员提供了追捕神秘元素的起点。
研究人员还发现,他们的模拟宇宙射线刺激了成核的10倍,这表明宇宙射线也促进了云形成。那没有证明宇宙射线影响气候,柯比说,但这确实留下了可能性。
“这意味着确实必须考虑太阳对这些小颗粒的影响,”科罗拉多大学博尔德分校的大气科学家欧文·图恩(Owen Toon)说。 Toon称该实验“真的令人印象深刻”。
Toon告诉LiveScience:“成核是大气中最烦人的过程,因为它对温度非常敏感。” “这是一个非常敏感的过程,这使得从理论上进行工作非常困难。在实验上也很难进行。”
这项研究并未引起质疑的基础科学温室气体变暖,柯比强调,而是完善了研究的一个方面。气候模型目前预测,到2100年,全球温度的平均平均温度升高为3至7度(2至4摄氏度)。
柯克比说,云实验产生的数据(云代表“离开室外液滴”)将进食气溶胶形成的全球模型。
他说:“这是拼图游戏的一部分,您可以说这增加了对大局的理解。” “但是这绝不会反驳其他作品。”
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