Hvor havet møder himlen, kemikere leder efter spor til vores klima

Skjult i saltsprayen fra bølger, der styrter på stranden, er spor til vores planets fremtid.

Kemikere ved University of Wisconsin – Madison henvender sig til, hvor havet møder himlen for at studere, hvordan vores fortid, nuværende og fremtidige klimaer påvirkes af en kompleks aerosol bestående af havvand, luft og bidder af organisk stof fra de organismer, der kalder havet hjem.

Forskerne er medlemmer af Center for Aerosol Impacts on Chemistry of the Environment, eller CAICE, et National Science Foundation-finansieret samarbejde dedikeret til at opklare virkningen af ​​disse aerosolpartikler på luftkvalitet og klima.

Fordi oceaner dækker 70 procent af planeten, det er en skræmmende opgave.

"Der er meget vand - meget hav - og meget vind, "siger Joseph R. Gord, en postdoktoral forskningsassistent ved UW – Madison, der arbejder med CAICE.

CAICE modtog for nylig 20 millioner dollars fra NSF til finansiering af sit andet fem år, med $ 3 millioner afsat til UW - Madison. Baseret på University of California, San Diego, CAICE er et samarbejde mellem 12 universiteter og institutter rundt om i landet.

"For at forstå det nuværende klima, vi har brug for at vide, hvad der skete, før vi var her, "siger Timothy Bertram, associeret direktør for CAICE og professor i kemi ved UW – Madison. "Vi vil gerne vide, hvilke aerosolpartikler, central for skydannelse og klimasystem, lignede i førindustriel tid. "

For at undersøge tidligere forhold, CAICE-forskere konstruerede en ocean-interface-model for at genskabe den kemiske sammensætning af havspray i laboratoriet. Dette giver forskerne mulighed for at ændre betingelser og simulere forskellige geologiske tidsperioder eller miljøfaktorer. Ændrede havtemperaturer, en stigning i havets surhed, forurening og skadelige algblomster ændrer alle sammensætningen af ​​denne aerosolzone og kan påvirke vejrmønstre og menneskers sundhed.

"Vi vil forstå, hvordan den naturlige proces fungerer, "Bertram siger." Vi vil også forstå, hvordan mennesker påvirker havene og den rolle, der kan have på disse små partikler. "

Det nye NSF -tilskud vil fokusere projektet på tre hoveddele:partikelproduktion; kemiske reaktioner ved vand-luft-grænsefladen; og hvordan partikler påvirker skydannelse.

UW – Madison -forskere fokuserer på kemiske reaktioner mellem aerosolpartikler og atmosfæriske gasser. En klasse af gasser, kendt som reaktive nitrogenforbindelser, kan i høj grad påvirke koncentrationen af ​​oxidanter i atmosfæren. Disse oxidanter, såsom ozon, er kritiske for nøjagtigheden af ​​kemi og klimamodeller.

"Ved at forstå disse molekylers adfærd, vi udstyrer og gør det muligt for mennesker, der studerer andre klimaprocesser i dybden, at lave bedre forudsigelser for og modeller af atmosfæren, «siger Gord.

Koncentrationer af reaktive nitrogenforbindelser i atmosfæren påvirker også mængden af ​​partikler, hvilken, sammen med ozon, kan tage en vejafgift på menneskers sundhed. Både ozon og partikler overvåges af Environmental Protection Agency.

"Et enormt antal molekyler bidrager til det overordnede billede af klimaet, "siger Gord." Vi studerer nogle af de offentligt mindre kendte spillere for at forstå deres adfærd, så folk, der ser på hele billedet, har præcise udgangspunkt for det arbejde, de udfører. "

CAICE -samarbejdspartnerne bygger på en hurtigt stigende indsamling af data og på en fælles interesse og erfaring inden for kemi og klimavidenskab.

"Vores center trækker ikke kun på kemikere af alle striber, men også biologer og oceanografer. og vi forbinder direkte med klimamodelleringssamfundet, "siger Gil Nathanson, professor i kemi ved UW – Madison og seniorforsker ved CAICE. "Det er en massiv virksomhed, der fører til både grundlæggende og håndgribelige opdagelser."