Wetenschap
Implicaties van niet-evenwichtsgedrag van isopreen secundaire organische aerosol op wolkenvorming
Eerdere studies hebben aangetoond dat een snelle scheiding van verse en oude organische deeltjes, afkomstig van de uitstoot van bomen, een aanzienlijke impact heeft op de deeltjesgroei.
Recente onderzoeken hebben echter aangetoond dat aannames over de onmiddellijke evenwichtsverdeling tussen gas en deeltjes de vorming van SOA niet kunnen voorspellen, zelfs niet bij een hoge relatieve vochtigheid (~85%). Fotochemische veroudering lijkt een drijvende factor te zijn.
Een onderzoek, uitgevoerd door onderzoekers van het Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), en gepubliceerd in Environmental Science &Technology , onderzocht de minimale verouderingstijdschaal die nodig is om een niet-evenwichtsverdeling van semi-vluchtige organische stoffen (SVOC's) tussen de gas- en aërosolfase waar te nemen bij ~50% relatieve vochtigheid.
Zaadisopreen SOA werd gegenereerd door foto-oxidatie in aanwezigheid van uitgebloeide ammoniumsulfaatzaden bij <1 ppbv NOx , fotochemisch of in het donker gedurende 0,3–6 uur verouderd en vervolgens blootgesteld aan verse isopreen SVOC's.
Uit de resultaten van het team blijkt dat de aanname van de evenwichtsverdeling juist is voor vers isopreen-SOA, maar afbreekt nadat isopreen-SOA slechts 20 minuten is verouderd, zelfs in het donker.
Modelleringsresultaten toonden aan dat een semi-vaste SOA-fasetoestand noodzakelijk was om de waargenomen evolutie van de deeltjesgrootteverdeling te reproduceren. Het waargenomen niet-evenwichtsverdelingsgedrag en de afgeleide semi-vaste fasetoestand werden bevestigd door off-line massaspectrometrische analyse van de bulkaërosoldeeltjes en bevestigden de vorming van organosulfaten en oligomeren.
De onverwacht korte tijdschaal voor de faseovergang binnen isopreen SOA heeft belangrijke implicaties voor de groei van ultrafijne deeltjes in de atmosfeer tot afmetingen die relevant zijn voor de vorming van wolkencondensatiekernen, die van invloed kunnen zijn op de stralingsbalans van de aarde.
Het onderzoeksteam is van mening dat de volgende stap het ontwerpen van experimenten is die testen of SOA uit mengsels van antropogene en biogene vluchtige organische stoffen zich op een vergelijkbare manier gedraagt.