Hvordan påvirker marine gasser skydannelsen?

At studere det globale klima – og hvordan det ændrer sig – involverer at undersøge tusindvis af små processer, kemiske mekanismer, lokale vejrfænomener og meget mere. En af de mange faktorer, forskerne overvejer, når de studerer det skiftende klima, er aerosoler, som er små partikler suspenderet i luften, som har spillet en stor rolle i vores skiftende klima siden den industrielle revolution. Menneskeskabte aerosoler kommer for det meste fra afbrænding af fossile brændstoffer. Men aerosoler forekommer også naturligt, produceret af vegetation, vulkanudbrud og kemiske reaktioner i havet.

Aerosoler kan både varme og afkøle klimaet. Direkte virkninger på klimaet omfatter enten at reflektere Solens varme tilbage i rummet eller at fange varme nær Jordens overflade. Aerosoler kan også påvirke klimaet indirekte gennem deres indvirkning på skydannelsen; skyer har en betydelig effekt på klimaet, men de nærmere detaljer er ikke godt forstået.

Miller et al. sat sig for at undersøge, hvordan specifikke marine aerosoler påvirker skydannelse og skydynamik over havet. Generelt dannes der skyer, når luft bliver mættet med vanddamp, og dampen begynder at kondensere til væske. Vanddråberne kondenserer til partikler i luften, såsom støv eller aerosoler. Cloud condensation nuclei (CCN) - små partikler, som vanddamp kondenserer på - kan derefter påvirke skyernes dynamik, som størrelsen og koncentrationen af ​​dråber. Skyer kan både afkøle og varme klimaet, så forståelsen af ​​skydynamikken er en integreret del af forståelsen af, hvordan klimaet ændrer sig.

I det marine grænselag, som er det område af atmosfæren, der er i direkte kontakt med havets overflade, er de mest almindelige aerosoler havsalt og svovlholdige forbindelser. Disse svovlholdige forbindelser kommer fra kemiske reaktioner, der involverer dimethylsulfid (DMS), et kemikalie produceret af marine alger og fytoplankton. Specifikt undersøgte forskerne et biprodukt af oxidationen af ​​DMS kaldet methansulfonsyre (MSA), en almindelig men lidt forstået sammenhæng mellem DMS og dets omdannelse til sulfat CCN.

Forskerne så specifikt på, hvordan tilstedeværelsen af ​​DMS (og dermed dets CCN-biprodukter) påvirkede størrelsen af ​​skydråber og koncentrationen af ​​dråber i skyer. De brugte data fra forskningsflyvninger, der fløj 20 missioner over Nordatlanten nær Azorerne. Dataene afslørede en svag, men statistisk signifikant positiv sammenhæng mellem tilstedeværelsen af ​​DMS og størrelsen af ​​skydråber, men ingen korrelation mellem DMS og antallet af skypartikler.

Forskerne konkluderer, at flere målinger af marine biogene gasser er nødvendige for fuldt ud at forstå deres effekt på skydannelse. De bemærker, at den begrænsede karakter af DMS- og MSA-dataindsamling (lejlighedsvise forskningsflyvninger) ikke byggede et klart billede af den komplicerede skydynamik, der opstår over havet. Ud over dataindsamling fra forskningsflyvninger bør fremtidige undersøgelser samtidig omfatte mere konstant overvågning af både biogene gasser ved havets overflade og skyens mikrofysiske struktur; biogene gasmålinger er kun nyttige i forbindelse med skymikrofysik, når skystrukturen overvåges samtidigt, siger forskerne.