Er is een koppige, warmteabsorberend deeltje dat meedrijft in de atmosfeer van de aarde:het houdt aanvankelijk niet van water, het absorbeert licht, en het kost tijd om verder te gaan. Zwarte koolstof in de atmosfeer heeft de neiging te blijven hangen totdat het eindelijk genoeg water absorbeert om uit de lucht te vallen. Ondertussen, zwarte koolstof absorbeert de energie van de zon en verwarmt de omringende lucht, het creëren van een stralingseffect.

Vers, jonge zwarte koolstof is meestal bestand tegen water. Overuren, de deeltjes verouderen en worden hygroscopischer, of in staat om water uit de lucht te absorberen. Maar wanneer begint zwarte koolstof water te absorberen, fungeren als wolkenkernen, en zichzelf uit de atmosfeer verwijderen?

Onderzoekers onderzochten eerder de hygroscopische omstandigheden van zwarte koolstof in het laboratorium, met beperkte voorwaarden op chemische bronnen en waterdamp voorwaarden. In al deze onderzoeken de wolkenkiemvormingswaarden van zwarte koolstof waren indirecte metingen.

In een nieuwe studie van Hu et al., onderzoekers maten tegelijkertijd de concentratie van wolkencondensatiekernen en zwarte koolstofdeeltjes. De bemonsteringslocatie was in de buurt van drukbezochte wegen en industriële centra in Wuhan, China, een stedelijke megastad in het centrale deel van het land.

Ze corrigeerden eerst voor de grootte van deeltjes, vervolgens gemeten wolkencondensatiekernen en individuele zwarte koolstofdeeltjes in bepaalde niveaus van wateroververzadiging in de atmosfeer. Het team ontdekte dat de activeringsdiameter, of de grootte van het zwarte koolstofdeeltje waarbij de helft van de deeltjes zal kiemen en neerslaan, was 144 ± 21 nanometer bij 0,2% oververzadiging. Hoe deze zwarte koolstofhoudende deeltjes als wolkenkernen kunnen werken, wordt bepaald door hun grootte in combinatie met hun coatings, de auteurs zeggen, en in het algemeen, hoe minder verzadigd de lucht was, hoe groter de deeltjes moesten zijn om te kiemen.

In aanvulling, het team ontdekte dat een deeltje zelf de grootte van nucleatie kan beïnvloeden. Bijvoorbeeld, de hoeveelheid organische inhoud in een deeltje of een coating op de zwarte koolstof kan de hygroscopiciteit en dus de activering veranderen.

Het onderzoeksteam merkte op dat hun werk kan helpen de schattingen van de levensduur van gesuspendeerde zwarte koolstofdeeltjes in de atmosfeer te verbeteren en daarmee de stralingseffecten die die deeltjes kunnen hebben.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Eos, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.