在亞馬遜雨林的雨季，午後的強降雨很常見。 雲和降水的形成取決於空氣中被稱為雲凝結核的微小顆粒，它們為水汽凝結形成雲滴提供了一個表面。 但這些雲核從何而來？由來自德國、巴西、瑞典和中國的研究人員組成的國際研究小組發現，降雨會定期引發奈米粒子的爆發，這些奈米粒子可以生長為雲凝結核。

雨鋒接近亞馬遜雨林中的ATTO 研究站。 圖片來源：Sebastian Brill，馬克斯普朗克化學研究所

 科學家們透過分析亞馬遜高塔觀測站（ATTO）提供的大量有關氣溶膠粒子、微量氣體和氣象條件的長期數據得出了這個結論。 ATTO 位於巴西馬瑙斯東北方約150 公里的亞馬遜雨林深處，配備先進的儀器和高達325 公尺的測量塔。 它由來自德國和巴西的科學家共同運作。

目前發表在《Nature Geoscience》雜誌上的這項研究的第一作者路易斯-馬查多（Luiz Machado）解釋說：”降雨會清除氣溶膠顆粒，並將臭氧從大氣引入林冠層。臭氧可以氧化植物排放的揮發性有機化合物，尤其是萜烯，氧化產物可以促進新顆粒的形成，導致奈米顆粒的暫時爆發。

研究人員發現，奈米粒子的濃度在森林樹冠上方最高，並隨著高度的增加而降低。馬克斯-普朗克化學研究所研究小組組長、合著者克里斯托弗-波爾克（Christopher Pöhlker）補充說：”這種梯度在整個雨季都持續存在，表明樹冠層中不斷有顆粒形成，新形成的顆粒向上流動，通過進一步吸收低揮發性分子而增長，並成為雲凝結核。”

參與大氣中天然奈米粒子的形成和增長的低揮發性分子包括異戊二烯、萜烯和其他揮發性有機化合物氧化後形成的含氧和含氮有機化合物，這些有機化合物由植物自然排放，並被空氣中的臭氧和羥基自由基氧化。

早先的研究曾在對流層上部對流雲的外流中檢測到新粒子的形成，並認為新形成的奈米粒子是向下流動的，而不是向上流動的。

馬克斯-普朗克化學研究所所長、合著者烏爾里希-波施爾（Ulrich Pöschl）總結說：”我們的發現意味著對亞馬遜雨林、氣溶膠、雲層和降水之間相互作用的科學理解發生了範式轉變，這對區域和全球氣候都很重要。”

編譯自/ ScitechDaily