В исследовании, проведенном Университетом Лидса, ученые решили одну из самых сложных и давних проблем в науке об атмосфере: понять, как частицы образуются в атмосфере.
Исследовательская статья, опубликованная сегодня онлайн в журнале Science, подробно описывает первое компьютерное моделирование образования атмосферных частиц, полностью основанное на экспериментальных данных.
Ведущий ученый, участвовавший в исследовании, профессор Кен Карслоу из Школы Земли и окружающей среды Университета Лидса, сказал: «Это важная веха в нашем понимании атмосферы. Эксперимент CERN уникален, и он дал данные, которые еще пять лет назад казались совершенно недосягаемыми».
Облака в атмосфере состоят из крошечных капелек, которые образуются, когда вода конденсируется вокруг мелких частиц в атмосфере, называемых «аэрозолями». Поэтому понимание того, как образуются аэрозоли, жизненно важно для понимания формирования облаков - процесса, который до сих пор был неопределенной величиной в климатических моделях, что создает проблемы для прогнозов изменения климата.
В течение более 30 лет ученые могли создавать компьютерные модели атмосферных газов на основе измерений скорости химических реакций, сделанных в лаборатории. Эта способность была необходима для нашего нынешнего понимания атмосферы, включая разрушение озонового слоя.
До сих пор такой же уровень понимания аэрозольных частиц в атмосфере был недоступен из-за огромных проблем, связанных с надежным измерением образования частиц в лаборатории.
Эксперимент CLOUD позволяет измерить «зародышеобразование» новых атмосферных частиц, то есть когда определенные молекулы в атмосфере собираются вместе и растут, образуя новые частицы, в специально сконструированной камере в чрезвычайно хорошо контролируемых условиях окружающей среды. Нуклеация важна, потому что, по текущим оценкам, около половины всех облачных капель образуются на аэрозольных частицах, которые были созданы таким образом.
Профессор Карслоу заключает: «Эти новые результаты дадут нам гораздо больше уверенности в том, как частицы и облака учитываются в моделях глобального климата».
Исследование стало возможным благодаря сложной лаборатории под названием CLOUD, расположенной в исследовательском центре CERN в Швейцарии.