science >> Wetenschap >  >> Natuur

Wolkenvorming onderdrukt door biogene organische emissies

Tomakomai Experimental Forest van Hokkaido University in de herfst met de berg Tarumae (links) en de berg Fuppushi (rechts) op de achtergrond. Krediet:Hokkaido University

Onderzoekers hebben bewijs gevonden dat biogene emissies van organische stoffen in de buurt van de grond de vorming van wolken in koele gematigde bossen in de herfst onderdrukken, geeft aanwijzingen over hoe de opwarming van de aarde de wolkenvorming en het algehele klimaat zal beïnvloeden.

Submicron atmosferische aerosolen, hoewel ze niet zo zichtbaar zijn, een centrale rol spelen in het klimaatsysteem. Ze veroorzaken temperatuurschommelingen door verstrooiing of absorptie van zonlicht, terwijl ze ook fungeren als wolkencondensatiekernen (CCN). Bijgevolg, ze kunnen de bewolking en het neerslagproces beïnvloeden. Organisch materiaal, die tot 90 procent van de aerosolen vormt, is vaak toe te schrijven aan biogene bronnen.

Veel vragen, echter, blijven over hoe verschillen in variatie en hoeveelheid biogene organische stoffen de aerosolen en wolkenvorming beïnvloeden in een koel gematigd bos met een vegetatie die zeer gevoelig is voor klimaatverandering.

In het Tomakomai Experimenteel Bos, een koel gematigd bos in het noorden van Japan, de onderzoekers van de Hokkaido University verzamelden gedurende ongeveer twee jaar één week per week submicron atmosferische aerosolen voor elk monster, resulterend in 52 monsters. Vervolgens analyseerden ze de chemische samenstelling en CCN-activiteiten van de aerosolmonsters.

Hun onderzoek onthulde een duidelijke seizoensvariatie van CCN-activiteit, die een maximum vertoonde in de zomer en een minimum in de herfst. belangrijk, CCN-activiteit wordt geregeld door de massaverhouding van sulfaat en in water oplosbare organische stoffen. De verhouding van sulfaat, die wolkenvorming vergemakkelijkt, is hoger in de zomer en die van in water oplosbare organische stoffen is relatief hoger in de herfst. De studie geeft aan dat een verhoogde hoeveelheid in water oplosbare organische stoffen sulfaatdeeltjes kunnen bedekken, het onderdrukken van zijn CCN-activiteit.

Een spreidingsplot die de CCN-activiteit van atmosferische submicron-aerosolen (y-as) en de massaverhouding van organische stoffen en sulfaat (x-as) toont. Hoe hoger de verhouding van organische stoffen tot sulfaat, hoe lager de CCN-activiteit. Deze trend wordt merkbaar in de herfst. Krediet:Müller A. at al., wetenschappelijke rapporten, 16 augustus 2017

Verder, de onderzoekers ontdekten voor het eerst dat aërosolen afkomstig van natuurlijke organische stoffen die worden uitgestoten uit de bodem en strooisel (gevallen bladeren) op de bosbodem wolkenvorming kunnen onderdrukken. Dit geeft een nieuw inzicht in de conventionele overtuiging dat boombladeren de primaire bron zijn van organische gassen en aerosolen die de wolkenvorming kunnen beïnvloeden.

Universitair docent Yuzo Miyazaki van Hokkaido University, die het onderzoek leidde, zei:"De afgelopen jaren sommige studies hebben aangetoond dat de hoeveelheid organische stoffen die door de bosbodem wordt uitgestoten vergelijkbaar is met, of zelfs groter dan die worden uitgestoten door boombladeren in gematigde of andere beboste gebieden op hogere breedtegraden. Ons onderzoek zou aanwijzingen moeten opleveren om te evalueren hoe verschillen in de variëteit en hoeveelheid organische stoffen in zones op hoge breedtegraden, die kwetsbaar zijn voor de opwarming van de aarde, zal de wolkenvorming en het algehele klimaat in de toekomst beïnvloeden."

Seizoensverschillen in de concentraties van organische stoffen in aerosolen (witte cirkels geven meetwaarden aan) en de geschatte verdeling van organische bronnen (F1-5). De verhouding organische stoffen afkomstig van op of nabij de bosbodem (F3-4) pieken in de herfst, wanneer de CCN-activiteit het laagst is. Krediet:Müller A. at al., wetenschappelijke rapporten, 16 augustus 2017