華盛頓大學的科學家在大氣層中發現了一種新的粒子形成過程
華盛頓大學的科學家在大氣層中發現了一種新的粒子形成過程，即平流層和對流層空氣混合的過程，揭示了以往理論的重大轉變，並有望推動氣候建模的發展。我們可以把我們的大氣層想像成一個大的化學裝置，一個由氣態分子和粒子組成的全球攪拌器，它們以複雜的方式不斷地相互碰撞和變化。雖然微粒非常小，通常還不到頭髮絲粗細的1%，但它們卻有著巨大的影響。例如，微粒是雲滴的種子，微粒的豐富程度會改變雲的反射率和數量、降雨量和氣候。
現在，聖路易斯華盛頓大學的研究人員在天空中發現了一些新的東西，這是一種產生地球大氣中大部分粒子的機制。
這項發表在《科學》（Science）雜誌上的研究由華盛頓大學氣溶膠科學與工程中心主任、教授王健領導。研究小組成員包括華盛頓大學麥凱威工程學院能源、環境與化學工程系助理教授Lu Xu，以及美國國家航空暨太空總署（NASA）、國家海洋暨大氣總署（NOAA）、國家大氣局（NCA）和歐洲大學的科學家。
傳統的觀點認為，大部分微粒的形成都發生在雲層外流區域，雲層會漂浮到對流層上部並最終蒸發。在這過程中，雲被擰乾，大部分粒子被雨水帶走。因此，外流區的空氣清澈潔淨，有些氣態分子無處可去，只能形成新的微粒。
王說：”然而，利用美國國家航空航天局（NASA）全球尺度飛機測量收集到的數據，我們發現大多數新粒子並不像以前認為的那樣是在外流區域形成的。”
在對這令人驚訝的觀測結果百思不得其解的同時，王健及其同事最終發現，當平流層和對流層空氣混合，形成粒子的條件成熟時，會發生一種完全不同的機制。
「由於噴射氣流的蜿蜒流動，平流層空氣經常會在對流層中下降。富含臭氧的平流層空氣和更潮濕的對流層空氣混合後，會產生高濃度的羥基自由基（OH），羥基自由基是一種重要的氧化劑，有助於產生核化和形成新粒子的分子類型。
未來還需要進行實地觀測和建模研究以確認和進一步量化這項新發現的粒子形成機制的重要性。顯然，人類以空氣污染的形式產生了自己的粒子，但王表示，這項研究發現的是一個自然過程，它發生在全球各地，甚至是偏遠的原始地區。
還有一些證據表明，在未來的氣候中，平流層空氣將更頻繁地進入對流層，因此這種機制可能會變得更加重要，將這個以前未知的過程納入可以改進氣候模型，有助於於更好地模擬氣候變遷和預測未來氣候。
王說：「雖然我們起初對這一觀測結果感到困惑，但當我們把所有東西綜合起來之後，就不那麼令人驚訝了。眾所周知，形成新粒子的分子是透過大氣中的氧化作用產生的。當平流層和對流層空氣混合時，OH 濃度非常高，這就為粒子的形成提供了條件。
編譯自/ ScitechDaily