Образование двуокиси серы в результате окисления диметилсульфида (ДМС) и, таким образом, охлаждения облаков над океанами кажется переоцененным в современных климатических моделях. К такому выводу пришли ученые из Института тропосферных исследований им. Лейбница (TROPOS) из модельного исследования влияния DMS на химию атмосферы. До сих пор модели, учитывающие только окисление в газовой фазе, описывали только путь окисления и пренебрегали важными путями в водной фазе атмосферы, пишет команда в журнале PNAS. Эта публикация содержит до сих пор наиболее полное механистическое исследование многофазного окисления этого соединения. Результаты показали, что для улучшения понимания химии атмосферы и ее воздействия на климат над океанами необходимы более подробные знания о многофазном окислении ДМС и продуктах его окисления. Кроме того, это также необходимо для повышения точности предсказания климата.
Диметилсульфид (ДМС) образуется микроорганизмами и, например, также является частью запаха изо рта человека. Однако его приятнее запомнить как типичный запах моря. ДМС представляет собой наиболее распространенное природное соединение серы, выбрасываемое в атмосферу. Основной вклад вносят океаны, которые составляют около 70 % поверхности Земли. ДМС формируется фитопланктоном, а затем высвобождается из морской воды. В атмосфере ДМС окисляется до серной кислоты (H2SO4) через диметилсульфоксид (ДМСО) и диоксид серы (SO2). Серная кислота может образовывать новые ядра облаков, из которых могут появляться новые капли облаков. Следовательно, морские облака будут визуально ярче, что повлияет на радиационный эффект облаков и, следовательно, на климат Земли. Поэтому понимание и количественная оценка этих химических процессов в атмосфере имеет большое значение для познания естественного климатического воздействия.
Процесс окисления ДМС уже изучался в различных модельных исследованиях, хотя и без точного учета химии водной фазы. Чтобы закрыть эти механистические пробелы, ученые ТРОПОС разработали всеобъемлющий многофазный химический механизм («Химический воднофазный радикальный механизм DMS Module 1.0»). Этот механизм был связан с комплексным газофазным (MCMv3.2) и водно-фазовым механизмом (CAPRAM) и применялся с моделью SPACCIM. Модель SPACCIM разработана в ТРОПОС и благодаря подробному и комплексному описанию микрофизических и химических процессов в аэрозолях и облаках особенно удобна для комплексных исследований атмосферных многофазных процессов.
Важнейшим результатом является то, что результаты новой модели показали, что: «Процессы в водной фазе значительно снижают количество диоксида серы и увеличивают количество метансульфокислоты (МСК). В более ранних моделях был пробел между прогнозируемыми значениями в модели и измерениями. Теперь ученые смогли прояснить это противоречие и тем самым подтвердить важность водной фазы для атмосферного окисления диметилсульфида и его продуктов, таких как МСК», - сообщает д-р Андреас Тилгнер. ТРОПОС.
Результаты показывают, что роль DMS в климате Земли все еще недостаточно изучена, несмотря на многие глобальные модельные исследования. «Наше моделирование показывает, что увеличение выбросов DMS приводит к более высокой массовой нагрузке аэрозольных частиц, но не обязательно к большему количеству частиц или облачных капель. Результаты моделирования важны для понимания климатических процессов между океаном и атмосферой. постоянно обсуждают, что надеются на большее охлаждение облаков, удобряя океан», - объясняет проф. Хартмут Херрманн из TROPOS. Однако это исследование предполагает, что образование диоксида серы менее выражено, а влияние облаков на эффект обратного отражения меньше, чем ожидалось. Следовательно, соответствующие геоинженерные подходы могут оказаться менее эффективными, чем предполагалось.