Om te begrijpen hoe het klimaat de afgelopen eeuwen is veranderd en in de toekomst zal evolueren, is een gedetailleerde kennis van alle componenten van het klimaatsysteem vereist, inclusief een nauwkeurige evaluatie van het effect van menselijke activiteit daarop.

Het effect van menselijke activiteit en aerosoldeeltjes in de klimaatmachine beoordelen

Het is bekend dat de aanwezigheid van aerosoldeeltjes in de atmosfeer het klimaat beïnvloedt, als, naast hun interactie met zonnestraling, ze kunnen ook dienen als zaden voor de vorming van wolkendruppels. De vorming van clusterdeeltjes uit gasvormige voorlopers en hun daaropvolgende groei is naar verluidt een belangrijke bron van deeltjes; echter, de identificatie van de mechanismen of de betrokken dampen is nog niet volledig.

"Ook, om het effect van menselijke activiteit op het klimaat te beoordelen, het is noodzakelijk om het huidige klimaat te vergelijken met dat van het pre-industriële tijdperk, wat betekent dat we een nauwkeurige weergave van de pre-industriële omstandigheden nodig hebben, inclusief aerosoldeeltjes en hun bronnen, " Clémence Rose, zegt de belangrijkste schrijver van een artikel over waarnemingen van door biogene ionen geïnduceerde clustervorming in de atmosfeer die onlangs is gepubliceerd.

Zwavelzuur, waarvan de productie voor een groot deel verband houdt met antropogene activiteiten, algemeen aanvaard als essentieel in de eerste stappen van de vorming van nieuwe deeltjes.

Echter, het vermogen van organische dampen uitgestoten door bomen, biogene dampen, om ook deeltjes te vormen, werd onlangs aangetoond tijdens experimenten die werden uitgevoerd in de CLOUD-kamer op CERN. Deze bevindingen suggereren dat een dergelijk proces de vorming van nieuwe deeltjes in het pre-industriële tijdperk zou hebben gedomineerd, wanneer de zwavelzuurconcentraties veel lager waren.

"Hoewel kamerexperimenten gedetailleerd onderzoek van individuele mechanismen mogelijk maken en ook atmosferische waarnemingen kunnen nabootsen, ze kunnen de complexiteit van de echte atmosfeer niet volledig reproduceren", zegt Clémence Rose.

Aërosolvorming door bomen die uitstoten:van laboratorium tot veld

Naar aanleiding van de bovengenoemde observaties bij CERN, het doel van het nu gepubliceerde werk was om het optreden van geladen clustervorming uit biogene dampen in de atmosfeer te onderzoeken.

Daarom, gegevens verzameld op het SMEAR II-station in Hyytiälä, Finland, met een state-of-the-art instrumentele opstelling werden geanalyseerd, het verstrekken van informatie over zowel de grootte en concentratie van de clusterdeeltjes als hun chemische samenstelling. Er werd specifiek aandacht besteed aan clustervorming in de avonduren, die optreden in omstandigheden die lijken op die van de CLOUD-kamerexperimenten in de buurt. Zoals eerder opgemerkt in CLOUD, Er werd ook aangetoond dat biogene dampen de vroege stadia van de vorming van geladen clusters domineren tijdens de avondgebeurtenissen die werden waargenomen in Hyytiälä.

Specifiek, de dampen die ontstaan ​​door de oxidatie van monoterpenen, de belangrijkste biogene damp die wordt uitgestoten in het boreale bos, door ozon bleken het meest efficiënt in het vormen en groeien van de clusters tot 6 nanometer, waarna hun groei werd onderbroken vanwege het ontbreken van fotochemie en essentiële dampen in de avond.

Echter, deze resultaten sluiten niet uit dat atmosferische clusters verder kunnen groeien - tot afmetingen waarbij ze wolkenvorming kunnen ondersteunen - in een systeem dat wordt gedomineerd door biogene dampen wanneer fotochemie actief is en voldoende dampen produceert die nodig zijn om de deeltjesgroei te ondersteunen.

"Om het effect van dergelijke clustervormingsroutes op wereldschaal te beoordelen, zijn meerdere observaties nodig, en dit pionierswerk zou soortgelijke studies moeten aanmoedigen, inclusief bijvoorbeeld de analyse van clustervorming overdag gedetecteerd in ongerepte omgevingen zoals b.v. het Amazonewoud, ' zegt Clémence Rose.