Naukowcy odkrywają tajemnicę stężenia kwasu siarkowego w atmosferze
Przełomowe wyniki badań z Europy i USA pokazują, w jaki sposób kwas siarkowy i woda reagują wystarczająco szybko, by wyjaśniało to wysokie stężenie kwasu siarkowego w atmosferze. Odkrycia stanowią dorobek projektu EUCARRI (Europejski, zintegrowany projekt nt. chmur aerozolu w interakcji pomiędzy klimatem a jakością powietrza), dofinansowanego na kwotę 10 mln EUR z tematu "Zrównoważony rozwój, zmiany globalne i ekosystemy" Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Science. Naukowcy z Czech, Finlandii, Niemiec, Szwecji i USA stwierdzili, że ich odkrycia mogą mieć znaczenie dla modelowania klimatu na świecie, skutecznie wyposażając naukowców w narzędzia do rozwiania wszelkich wątpliwości, co do wpływu aerozoli na prognozy. Na odkrycia czekano już od dawna, bowiem naukowcy nie ustawali w wysiłkach, aby pogodzić stężenia atmosferyczne kwasu siarkowego z wynikami uzyskiwanymi w testach laboratoryjnych badających tempo powstawania cząstek. Mikko Sipilä z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Helsińskiego w Finlandii podkreśla, że metody opracowane przez niego i jego kolegów pozwalają na wykrycie cząstek, które są niewiele większe od jednego nanometra. Podejmowane wcześniej próby zakończyły się niepowodzeniem, ponieważ wykorzystywane detektory cząstek były za słabe, będąc w stanie wykryć cząstki o wielkości od 3 nanometrów. Zdaniem Sipilä cząstki kwasu siarkowego utworzone przez gaz H2SO4 rosną w żółwim tempie przy stężeniu poniżej 108 molekuł na centymetr sześcienny. "To oznacza, że w okresach przebywania wykorzystywanych we wcześniejszych badaniach - zwykle około 10 sekund - cząstki nie mogą przekroczyć granicy wykrywalności wykorzystywanych liczników cząstek" - jak cytuje się wypowiedź fińskiego naukowca. Dzięki nowym i udoskonalonym metodom wykrywania naukowcom udało się wykazać, że różnica kilku rzędów wielkości między obserwowanym a teoretycznym tempem przyrostu zasadniczo nie istnieje. Zauważyli, iż mimo tego, że odkryte tempo przyrostu niezupełnie odpowiada przewidywaniom teoretycznym "układ jest dobry". W oparciu o teorię zarodkowania, cząstki takie jak kwasu siarkowego stają się stabilne w momencie rozpoczęcia się kondensacji. W skrócie zarodkowanie to reakcja fizyczna, która zachodzi, kiedy komponenty w roztworze zaczynają wytrącać się, tworząc zarodki przyciągające więcej osadu. Zdaniem naukowców powtórzenie wyników badań może odegrać decydującą rolę w klimatologii. Sipilä podkreśla, że pośrednie oddziaływanie aerozoli nie zostało zbytnio ujęte w modelach klimatycznych. "Na dzień dzisiejszy sądzę, że w modelach przyjętych w raporcie [Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu], zarodkowanie jest albo całkowicie pomijane, albo w swoisty sposób oparte na obserwacjach otoczenia" - mówi. "Nieznajomość poszczególnych etapów molekularnych wprowadza znaczą niepewność do tych modeli. Z tego powodu tak istotne jest szczegółowe poznanie etapów, gdyż zwiększy to precyzję globalnych przewidywań klimatycznych." W badaniach wzięli również udział naukowcy z Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. w Niemczech, Instytut Podstawowych Procesów Chemicznych Czeskiej Akademii Nauk, Helsiński Instytut Fizyki i Fiński Instytut Meteorologiczny, Uniwersytet Sztokholmski ze Szwecji i Krajowe Centrum Badań Atmosferycznych z USA.
Kraje
Czechy, Niemcy, Finlandia, Szwecja, Stany Zjednoczone