Sollys udløser kemiske reaktioner i den nedre atmosfære

Atmosfæriske aerosoler såsom røg, tåge, og tåge er lavet af fine faste eller flydende partikler suspenderet i luft. I den lavere atmosfære spiller aerosoler en vigtig rolle i kontrollen af ​​luftkvaliteten, samt i spredning og absorbering af sollys. Denne interaktion mellem aerosoler og lys varierer meget og afhænger af deres komplekse kemiske sammensætning, der hurtigt ændrer sig under de meget reaktive forhold, der findes i atmosfæren. Vigtigere, den mystiske dannelse af kulstofholdige atmosfæriske partikler har fascineret atmosfæriske forskere i løbet af det sidste årti. Dette problem kræver en grundig forståelse af mekanismerne for atmosfæriske reaktioner, som det blev behandlet i en ny laboratorieundersøgelse med titlen Reaktivitet af ketyl- og acetylradikaler fra direkte solaktinisk fotolyse af vandig pyruvinsyre offentliggjort i Journal of Physical Chemistry A .

Værket viser, hvordan en fælles forbindelse med tre carbonatomer kaldet pyruvinsyre, et nedbrydningsprodukt fra rigelige polycykliske aromatiske kulbrinter (PAH) og flygtige organiske forbindelser (VOC), deltager i dannelsen af ​​forstadier til brun organisk aerosol. Forskningen viser, at pyruvinsyre, som er allestedsnærværende i atmosfæriske farvande (f.eks. tåger og vandige aerosoler, som det ses på billedet), kan absorbere sollys for at generere meget reaktive radikale arter via en detaljeret protonkoblet elektronoverførsel (PCET) mekanisme.

Mekanismen initieres af lysets virkning og fremmer dannelsen af ​​tungere produkter med seks til otte carbonatomer, som har den større kemiske kompleksitet, der forventes til dannelse af nye sekundære organiske aerosolpartikler. Dannelsen af ​​sekundær organisk aerosol er en af ​​de mindst velforståede atmosfæriske processer, som forskere arbejder på.

Det detaljerede arbejde rapporterer også koncentrationsafhængige kvanteudbytter, en vigtig parameter, der er nødvendig for at evaluere virkningen af ​​fotokemiske reaktioner på tværs af uafhængige undersøgelser. Endelig, undersøgelsen viste, at solens virkning på vandpartikler er ansvarlig for hovedmekanismen for tab af pyruvinsyre i den nedre atmosfære, hvilket indikerer, at vandig fotokemi kan være et vigtigt overordnet trin i atmosfærisk cyklus af menneskeskabte forurenende stoffer.

Denne forskning blev delvist støttet af U.S.National Science Foundation og af et NASA Earth and Space Science Fellowship. Eventuelle meninger, fund, og konklusioner eller anbefalinger udtrykt i denne artikel afspejler ikke nødvendigvis synspunkter fra National Science Foundation eller NASA.