大气中的冰晶颗粒有许多不同的来源,海洋喷雾气溶胶(SSAs)是形成冰晶颗粒的重要来源。SSAs由什么组成?它如何影响云的形成?它如何影响气候?这些问题仍然悬而未决。最近,石溪大学(Stony Brook University)的研究人员开发出一种方法,可以在反映海洋条件的实验室水箱中模拟SSAs。这使他们可以确定海洋微生物释放的有机化合物组分,并追踪这些化合物在形成冰晶颗粒过程中的作用。这项研究由美国国家科学基金会资助,研究结果近日发表在《Science Advances》期刊上。
气溶胶是由吹过海洋表面的风和气泡形成的,这些气泡形成了附有有机化合物的细盐颗粒喷雾,这些有机化合物可以从高空运输到大气,并在大气形成云。除了气溶胶颗粒,大气中还有来自野火的灰尘、煤烟和灰烬形成的颗粒,这些颗粒均有助于大气中冰晶的形成。
海洋覆盖了地球表面积的70%,而SSAs是INPs和大陆以外地区云形成的主要贡献者。对于科学家来说,要预测云的形成并评估其对气候的影响,他们首先需要了解冰晶是如何从海洋中的颗粒形成的。
大气化学家Daniel Knopf和微生物海洋学家Josephine Aller模拟了海水并产生冰晶的SSA颗粒。他们发现SSA颗粒是由生活在海洋表面附近的微生物的代谢产物组成的。
Knopf表示我们的研究结果明确地将海洋表面水域的微生物过程与云的形成联系起来。研究表明,微生物释放的多糖和蛋白质是SSA颗粒中的成核剂。我们能够在分子物种水平上确定引发冰成核的有机物。(刘思青 编译)