Антропогенная деятельность человека, в частности, увеличение потребления и производства энергии, в комплексе с естественными процессами — приводит к увеличению концентрации микроэлементов в атмосфере Земли, что существенно влияет на условия жизни на нашей планете. С началом индустриализации в 19 веке, наблюдается стремительное увеличение концентрации загрязняющих веществ и газов в атмосфере по всему земному шару. С одной стороны, увеличение выбросов парниковых газов и аэрозолей приводит к сбоям в энергетическом балансе атмосферы, что отражается на климатической системе в целом. С другой стороны, повышение уровня загрязнения воздушной среды представляет угрозу для жизни и здоровья людей и всей экосистемы в целом, особенно в индустриально развитых районах и мегаполисах.
Институт IEK-8 исследует физические и химические процессы в тропосфере, оказывающие значительное воздействие на химический состав атмосферы. К этим процессам относятся: естественные и антропогенные выбросы микроэлементов на поверхность земли, химические преобразования соединений в атмосфере, распределение загрязняющих веществ посредством воздушного круговорота.
Проведенное недавно исследование было сфокусировано на долгосрочном наблюдении за газовыми примесями в атмосфере Земли, понимании процессов «самоочищения», а также на анализе формирования и старения аэрозолей. Наблюдения и экспериментальные результаты используются в качестве основы для разработки более совершенных моделей атмосферы, которые необходимы для прогнозирования качества воздуха на региональном уровне, анализа атмосферной химии и её воздействия на климат.
Согласно результатам исследования, эти чрезвычайно летучие органические соединения состоят из относительно больших молекул, которые содержат практически равное количество углерода, кислорода и водорода. Учёные представили вероятное объяснение того, как эти пары формируются почти сразу же после попадания выбросов в воздух.
Пары конденсируются на маленьких аэрозольных частичках (всего несколько нанометров в диаметре), содержащихся в воздухе, в результате чего они разрастаются примерно до 100 нанометров. Достигая таких значительных размеров, они могут отражать поступающий солнечный свет и выступать в качестве ядер конденсации для облаков в атмосфере.
Это заключение исследователей восполнило пробел, существовавший в атмосферных и климатических исследованиях.
По словам Thomas F. Mentel из Julich’s Institute of Energy and Climate Research — Troposphere (IEK-8), благодаря проведенных им и его коллегами исследованиям значительно улучшилось понимание роли, которую естественные вещества играют в формировании органических частиц аэрозолей. Учёный полагает, что последующие исследования в этом направлении позволят усовершенствовать точность оценок их влияния на формирование облаков и интенсивность рассеянья солнечного света.
Выводы формируются в большей мере на измерениях, выполненных в Forschungszentrum Julich (Исследовательский центр Юлих) в специальной 1450-литрововй стеклянной камере. Для проведения исследований также использовалось несколько масс-спектрометров, оборудованных приборами, предоставленными Julich, University of Helsinki (Финляндия), и University of Washington (США). Сочетание всех этих инструментов позволило получить один из самых исчерпывающих наборов данных, который демонстрирует, что органические «выбросы» растительности могут, окисляясь, формировать органические аэрозоли.
Эксперты полагают, что понимание взаимосвязи между повышением температуры почвы, индустриальными выбросами, образованием аэрозолей и формированием облаков — крайне необходимо для правильного прогнозирования развития климата в будущем. По словам директора IEK-8 Andreas Wahner, результаты проведенного исследования позволят усовершенствовать компьютерные модели атмосферы и уменьшить существующую погрешность в прогнозировании климата.
