Ученые выяснили, как долго наночастицы углерода находятся в атмосфере
Наночастицы сажи в атмосфере способны усиливать парниковый эффект. Теперь ученые показали, как эти углеродные гранулы накапливают воду и спускаются на землю с дождем
Углеродные наночастицы имеют тенденцию задерживаться в атмосфере, пока они, наконец, не поглотят достаточно воды, чтобы упасть в виде дождя. Пока эти частицы «висят» в воздухе, они поглощают солнечную энергию и нагревают окружающий воздух, усиливая парниковый эффект. «Молодые» частицы, как правило, устойчивы к воздействию воды. Со временем частицы стареют и приобретают способность поглощать воду из воздуха. Но временные рамки каждого из этапов удаления углерода из атмосферы до сих пор не были точно рассчитаны.
В новой работе исследователи одновременно измерили количество ядер конденсации в облаках и частиц черного углерода. Место отбора проб находилось недалеко от оживленных дорог и промышленных центров в Ухане, Китай. Сначала авторы скорректировали размер частиц, затем измерили количество ядер конденсации в облаках и концентрацию отдельных частиц углерода в перенасыщенной водой атмосфере.
Ученые обнаружили, что диаметр активации — размер частицы углерода, при котором половина из них образует конденсат и выпадет в осадок, — составил 144 ± 21 нанометр при пересыщении 0,2%. По словам исследователей, способность этих частиц становиться ядрами конденсации определяется их размером и площадью поверхности. Также ученые показали, чем менее насыщенным водой был воздух, тем крупнее должны были быть частицы, чтобы стать центрами конденсации.
Кроме того, авторы обнаружили, что сама частица может влиять на размер капли и скорости оседания. Например, количество органического вещества в частице или любое покрытие на саже может изменить гигроскопичность и, как следствие, диаметр активации.
Исследовательская группа отметила, что их работа может помочь улучшить оценки долговечности взвешенных наночастиц углерода в атмосфере и, следовательно, радиационного воздействия, которое они могут оказывать на атмосферу.
Статья исследователей опубликована в Journal of Geophysical Research: Atmospheres.
