为什么在热带地区如亚马逊上层对流层中会发现如此多的新形成气溶胶颗粒？热带森林在全球气候调节中发挥着重要作用；然而，这些地区新颗粒的高浓度在过去20年里让大气科学家感到困惑。近期研究表明，异戊二烯这种由植物释放的天然有机化合物在上层对流层中形成新颗粒方面发挥了重要作用。这些发现增强了我们对大气动态的理解，并可能有助于完善气候模型。
为什么在热带地区如亚马逊的上层对流层中会发现如此多的新形成气溶胶颗粒？热带森林在全球气候调节中发挥着重要作用；然而，这些地区新颗粒的高浓度在过去20年里让大气科学家感到困惑。
由赫尔辛基大学领导的国际研究团队建议，答案就在于异戊二烯。它是释放到大气中的最常见的非甲烷烃，主要来自植物。
这项近期发表在自然期刊上的研究考察了异戊二烯如何在上层对流层中形成新颗粒。这个大气层从地球表面延伸至赤道约18公里。研究人员通过在CERN的CLOUD实验室进行实验，旨在观察异戊二烯氧化有机分子（IP-OOM）在上层对流层条件下，尤其是在低于-30°C的温度下是否能生成新颗粒。
他们还考察了温度、微量酸和氮氧化物等变量如何影响这一过程。
异戊二烯能够驱动快速颗粒形成
研究小组发现，在上层对流层条件下，异戊二烯氧化有机分子能够迅速导致新颗粒的形成。之前人们认为异戊二烯对颗粒形成的影响非常小；然而，这项研究表明，在特定情况下它可以显著加速这一过程。
根据赫尔辛基大学大气与地球系统研究所（INAR）的博士后研究员沈家利的说法：“我们的主要发现是，极低浓度的硫酸或碘氧酸大大增强了颗粒的形成，使其速度比仅有异戊二烯氧化有机物条件下快多达100倍。这些见解有助于解释在亚马逊等热带地区高空观察到的颗粒浓度升高。”
加深对云形成和气候的理解
气溶胶颗粒在气候科学中至关重要，因为它们散射和吸收阳光，并作为云滴的成核点。这些近期的发现可能对我们理解云形成和气候动态产生深远影响。
研究的主要研究者之一何旭城表示：“这项研究将热带雨林中显著的异戊二烯排放与上层对流层中的颗粒形成联系起来，揭示了森林与大气互动的新维度。这些结果可能增强大气化学和气候模型的准确性，从而提高我们预测气候变化及其后果的能力。”
赫尔辛基大学的卡特里安娜·莱希帕洛教授补充道：“这项研究突显了森林、大气和气候之间错综复杂的关系。它展示了树木排放如何影响云形成，并对全球气候产生更广泛的影响。这种基础研究对于加深我们对气候过程的理解及我们预测和应对气候变化的能力至关重要。”
