Формирование новых частиц в атмосфере обеспечивает центры зарождения, необходимые для образования облаков, что делает этот процесс важным для понимания климата. Усилия по исследованию сложного баланса химии и физики, который приводит к образованию новых частиц, привели к получению очень больших наборов данных. Группа исследователей из ряда центров, включая Университет Канадзавы, разработала подход к взаимной информации для интерпретации атмосферных данных, собранных за 18-летний период на станции SMEAR II в Хюютиля, Финляндия. Их выводы были опубликованы в журнале Atmospheric Chemistry and Physics..
Исследование, являющееся продолжением предыдущей работы по сбору данных, которая проводилась на основе измерений, полученных на той же станции, использует дополнительные данные за 10 лет, что, как ожидается, повысит надежность результатов и точность выводов.. В отличие от предыдущих исследований, в которых использовались методы интеллектуального анализа данных, основанные на кластеризации и классификации, новый подход рассматривал взаимную информацию между наблюдаемыми событиями образования новых частиц и множеством измеряемых переменных. Было показано, что этот метод является мощным и легким в вычислительном отношении, что подчеркивает его потенциал в качестве полезного инструмента.
«Выводы, сделанные с помощью нашего анализа, согласуются с предыдущими выводами, однако анализ был проведен без наблюдения и не требовал глубокого понимания физики», - говорит соавтор исследования Адам Фостер. «Предыдущие исследования требовали участия в полевых, лабораторных и теоретических работах, поэтому возможность достичь того, что у нас есть, с помощью анализа данных, является очень позитивным шагом для будущих исследований."
Работа показала, что образование новых частиц сильно коррелирует с содержанием воды и концентрацией серной кислоты, а также с другими факторами, такими как температура, относительная влажность, сток конденсата (насколько быстро молекулы и мелкие частицы конденсируются на существующих частицах)., и излучение.
«Мы надеемся, что этот метод станет надежной первой опцией для анализа наборов атмосферных данных», - говорит Фостер. «Мы стремимся расширить наш подход к наборам данных с других станций SMEAR, а также использовать его для исследования различных явлений и их влияния».
Ожидается, что эти результаты будут широко применяться в области изучения атмосферы. Есть надежда, что влияние других переменных, таких как летучие органические соединения и аэрозольные частицы размером менее 3 нм, можно будет оценить с помощью представленного подхода.