位于斯克里普斯海洋研究所（Scripps）的一个篮球场大的波浪通道促进了人类污染对气候影响的研究。NSF环境化学气溶胶影响中心（CAICE）开展的海洋喷雾化学和粒子进化项目—SeaSCAPE是一项研究复杂的海洋-大气相互作用的新研究项目。该项目在33米（108英尺）长波浪水箱中使用最先进的设备并实时监控，复制海洋的生物、物理和化学环境，旨在了解人类污染如何与海洋排放的气体和气溶胶相互作用和反应，并最终影响云的形成、空气质量和气候。
当海浪破碎时，会将含有盐和其他生物材料（如细菌和病毒）的海浪喷雾气溶胶发射到大气中。此外，气体从海洋中释放出来，可以反应并形成更多的气溶胶。CAICE科学家有兴趣研究海洋喷雾气溶胶-微小的生物和无机物质-以及其他海洋气溶胶如何影响海洋上空的云层形成，并在调节地球温度方面发挥重要作用。
研究人员用Scripps码头收集的海水填充波浪水槽，使用定制的桨叶产生连续波；然后海水中加入营养物质，形成浮游植物；再利用各种先进的设备来测量在浮游植物生命周期过程中产生的气体和颗粒的成分。清洁空气被泵入水槽，从而可以对活性气体和颗粒进行隔离研究。这使得研究人员能够了解波浪破碎、颗粒和气体排放到大气中时发生的化学反应。
受控设置还允许研究人员连续测量海水中的温度、溶解氧、二氧化碳和叶绿素等所有影响藻类繁殖的关键组分。随着每次波浪破碎，气溶胶和颗粒从顶部空间被吸出并进入一系列连接的仪器，包括多个用于分析和表征的质谱仪。海水以及空气中的颗粒和气体也被收集用于更详细的离线分析，例如识别空气和水中存在哪些微生物。
SeaSCAPE研究员Michael Alves说，海洋和大气化学可能非常复杂，以至于实地研究有时只能提供一小部分信息，但这个实验是不同的。实验发现，当排出的气体发生反应时，它们会粘附在预先存在的颗粒上，或者可以制造新的颗粒，这些过程会改变海洋大气的成分。
CAICE主任、加州大学圣地亚哥分校大气化学学院杰出主席Kim Prather希望这项实验能够帮助确定人类活动中的哪些污染物，例如汽车尾气或野火引起的烟雾，对于寻求应对气候变化的政策制定者来说，对环境最重要的信息是最不利的。她说，希望这项研究能够改善气候模型，因为目前的计算机模拟并没有充分说明海洋的影响。
未来对海洋和大气的研究将通过由NSF资助的Scripps海洋大气研究模拟器（SOARS）来完成，该仪器预计于2021年完成建造，届时将以前所未有的精确度模拟海洋，在实验室环境中捕捉海面上的风、波浪、微生物海洋生物和化学的相互作用。
（傅圆圆 编译）
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