Havets liv hjælper med at producere skyer, men eksisterende skyer holder nye på afstand

Stå på havets kyst og tag en stor snert af saltsprayen, og du vil dufte den umiskendeligt skarpe duft af havet. det modne, næsten rådden lugt? Det er svovl.

Marine plankton ånder mere end 20 millioner tons svovl i luften hvert år, mest i form af dimethylsulfid (DMS). I luften, dette kemikalie kan omdannes til svovlsyre, som hjælper med at producere skyer ved at give et sted, hvor vanddråber kan dannes. Over omfanget af verdenshavene, denne proces påvirker hele klimaet.

Men ny forskning fra University of Wisconsin-Madison, National Oceanic and Atmospheric Administration og andre afslører, at mere end en tredjedel af det DMS, der udsendes fra havet, aldrig kan hjælpe med at danne nye skyer, fordi det går tabt til skyerne selv. De nye resultater ændrer markant den fremherskende forståelse af, hvordan livet i havet påvirker skyer og kan ændre den måde, videnskabsmænd forudsiger, hvordan skydannelsen reagerer på ændringer i havene.

Ved at reflektere sollys tilbage til rummet og kontrollere nedbør, skyer spiller en væsentlig rolle i det globale klima. At forudsige dem nøjagtigt er afgørende for at forstå virkningerne af klimaændringer.

"Det viser sig, at denne historie om skydannelse virkelig var ufuldstændig, " siger Tim Bertram, en UW-Madison professor i kemi og seniorforfatter af den nye rapport. "I løbet af de sidste tre eller fire år, vi har stillet spørgsmålstegn ved dele af den historie, både gennem laboratorieforsøg og med store feltforsøg. Nu kan vi bedre forbinde prikkerne mellem det, der udsendes fra havet, og hvordan du danner disse partikler, der tilskynder til skydannelse."

Med samarbejdspartnere fra 13 andre institutioner, Gordon Novak, en kandidatstuderende ved UW–Madison, konstrueret analysen, der vil blive offentliggjort 11. oktober i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Et par år siden, denne gruppe af samarbejdspartnere, ledet af Patrick Veres hos NOAA, opdagede, at på vej til at blive svovlsyre, DMS bliver først til et molekyle kendt som HPMTF, som aldrig var blevet identificeret før. Til den nye undersøgelse, holdet brugte NASA-ejet, instrumentladede fly til at fange detaljerede målinger af disse kemikalier over det åbne hav både inde i skyer og under solrige himmelstrøg.

"Dette er et massivt DC-8-fly. Det er et flyvende laboratorium. I det væsentlige er alle sæder blevet fjernet, og der er indsat meget præcis kemisk instrumentering, der gør det muligt for holdet at måle, ved meget lave koncentrationer, både de udsendte molekyler i atmosfæren og alle de kemiske mellemprodukter, siger Bertram.

Fra flydataene, holdet opdagede, at HPMTF let opløses i vanddråberne i eksisterende skyer, som permanent fjerner det svovl fra skykernedannelsesprocessen. I skyfrie områder, mere HPMTF overlever og bliver til svovlsyre og hjælper med at danne nye skyer.

Ledet af samarbejdspartnere fra Florida State University, holdet redegjorde for disse nye målinger i en stor, global model for havets atmosfæriske kemi. De opdagede, at 36 % af svovlen fra DMS går tabt til skyer på denne måde. Yderligere 15 % svovl går tabt gennem andre processer, så resultatet er, at mindre end halvdelen af ​​den svovl marine plankton frigivelse som DMS kan hjælpe nukleate skyer.

"Dette tab af svovl til skyerne reducerer dannelseshastigheden af ​​små partikler, så det reducerer dannelseshastigheden af ​​selve skykernerne. Indvirkningen på skyens lysstyrke og andre egenskaber skal undersøges i fremtiden, siger Bertram.

Indtil for nylig, forskere har stort set ignoreret virkningerne skyer har på kemiske processer over havet, dels fordi det er svært at få gode data fra skylaget. Men den nye undersøgelse viser både styrken af ​​de rigtige instrumenter til at få disse data og de vigtige roller, skyer kan spille, selv at påvirke de processer, der giver anledning til selve skyerne.

"Dette arbejde har virkelig genåbnet dette område af marin kemi, siger Bertram.