Paul Scherrer Institute PSI的研究人员首次研究了云层中的化学反应如何影响全球气候。他们发现，被排放到大气中的主要非甲烷有机化合物异戊二烯，杏2系列对云中有机气溶胶的形成有很强的促进作用。他们今天在《科学进展》杂志上发表了他们的研究结果。

 

悬浮在空气中的固体或液体颗粒的混合物气溶胶在地球的气候中扮演着重要的角色。气溶胶来自自然或人为来源。它们与阳光相互作用，形成云层，从而影响地球的辐射平衡。然而，它们的影响仍然是气候模型中最重要的不确定性。

 

在大气中很常见的一种物质是异戊二烯，这是一种有机化合物，它在气相中的反应比较容易理解。树木会释放异戊二烯，当它被氧化时会产生气溶胶。异戊二烯及其反应产物如何在云滴中发生反应仍然是很大程度上未知的。这就是为什么Paul Scherrer研究所PSI的研究人员使用了一种湿壁流动反应器，以及最先进的质谱仪，首次在与大气相关的条件下，调查云层内部可能发生的化学变化。

 

PSI大气化学实验室的研究人员Houssni Lamkaddam说:“我们的实验装置使我们第一次能够在近环境条件下精确调查空气-水界面有机蒸汽的分布。”“有了我们的设备，我们现在可以模拟云层中发生的事情。”

 

云层中到底发生了什么?

 

在这种特殊的装置， 杏耀主管 ，即所谓的润湿反应器中，杏耀YL石英管的内部维持着一层薄薄的水膜。一种含有异戊二烯、臭氧和所谓羟基自由基等物质的气体混合物被送入玻璃圆柱体。在玻璃圆柱体周围安装了紫外线灯，以模拟一些实验的日光条件。

 

通过这种设置，研究人员发现高达70%的异戊二烯氧化产物可以溶解在水膜中。溶解的物种随后的水氧化产生大量的二次有机气溶胶。基于这些分析，他们计算出，在全球范围内，发生在云层中的化学反应造成了高达20%的二次有机气溶胶。

 

PSI大气化学实验室科学负责人Urs Baltensperger总结道:“这是对更好地了解大气过程的另一个重要贡献。”地球的辐射平衡在整个气候过程中是一个非常重要的因素，因此也在气候变化中。大气科学家说:“气溶胶在其中起着至关重要的作用。”虽然气溶胶形成云滴，这项研究表明，云也可以通过有机蒸汽的水化学形成气溶胶，硫酸盐气溶胶的这一过程是众所周知的，但这里也显示了有机馏分。PSI开发的这个新的实验装置，为研究近大气条件下云层中气溶胶的形成提供了可能，这样这些过程最终就可以包括在气候模型中。