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针叶林对气候影响研究发现

2013-06-20来源:中国林业网

美国《科学日报》网(Science Daily)消息:陆地植被与大气光化学作用在大气中产生大量的细小颗粒,这些颗粒使地球的气候变冷。《自然》杂志10月14日发表研究报告称,针叶林中产生的细小颗粒的物理状态是固态的,而科学家们以前认为这些颗粒是液态的。这些新发现对了解颗粒的形成过程、对大气中颗粒的转变及其对气候的影响都有重要意义。

大气中的细小颗粒通过与太阳辐射相互作用和参与云的形成,对地球的辐射平衡产生影响。植被产生的挥发性有机化合物参与大气微粒的形成过程,所形成的二次有机气溶胶(SOA)微粒(固态)通过减弱太阳辐射和促进云的形成而使气候变冷。有机气溶胶(SOA)微粒的化学成分非常复杂,科学界一直在试图了解SOA粒子的化学成分和物理特性,以便更好地了解它们对气候的影响和利用全球气候模型做出更准确的预测。

过去,作为生物源的SOA颗粒在全球气候模型中一直被认为是液滴,但根据《自然》杂志新发表的研究报告,针叶林中形成的SOA粒子的物理状态是固态,大多数粒子在形成后很快变成玻璃质(即透明的固体)。德国比勒费尔德大学的库普(Thomas Koop)教授形容说,这种气溶胶粒子的形态就像很小的玻璃球。

这项实验研究是由芬兰和德国的一些大学和研究所的科学家完成的,他们在东芬兰大学实验室获得了这个发现。在特定的实验条件下,科学家们对欧洲赤松释放出的挥发性化合物形成的细小粒子进行了研究,在芬兰Hyytil地区的针叶林中也进行了测量。科学家们采用芬兰坦佩雷技术大学维坦恩(Annele Virtanen)博士发明的方法得出了研究结果。

维坦恩说:“这种方法的原理是收集撞击到金属基材上的粒子,如果这些粒子是固态的,它们就会反弹回来,而如果是液态的,它们就不会反弹,而会粘附到金属基材上。”

这个新的发现会改变我们过去对大气中粒子行为的了解,因为粒子的物理形态影响着它们吸收和释放水蒸汽及其他气体的能力以及它们形成云和冰核的能力。如果空气中的颗粒是固体形态,那么颗粒的扩散速度和化学反应速度会下降,所以颗粒的物理形态可以影响其中化学成分的衰变过程和寿命。

芬兰气象研究所的拉克索尼恩(Ari Laaksonen)教授说:“这次的发现与过去关于SOA粒子特性的研究结果有一些差异。这可以用粒子的固态特征来加以解释。我们的研究成果无疑对世界各国有关SOA的研究具有重新定向的作用。”