Международная группа климатологов нашла новое применение ускорителю
заряженных частиц, протонному синхротрону ЦЕРН. Пучок протонов позволил
ученым смоделировать влияние космических лучей на аэрозоли в
стратосфере. В ходе занявших несколько лет экспериментов была выявлена
ключевая роль некоторых органических веществ в формировании облаков.
Подробности приведены в статье ученых для журнала Nature, а кратко о работе ученых можно прочитать на сайте Phys.org со ссылкой на материалы ЦЕРН или на сайте эксперимента CLOUD.
Специалисты из почти двух десятков научных центров в разных странах
(включая сотрудников российского ФИАН имени Лебедева) использовали
протонный ускоритель для облучения смеси газов, находящейся под низким
давлением. Условия в экспериментальной цистерне соответствовали
стратосфере, причем ученые могли варьировать как физические условия в
камере, так и химический состав изучаемых газов.
Эксперименты показали, что ключевую роль в появлении микроскопических
капель аэрозолей играет диметиламин. Эффект от этого вещества оказался в
тысячу раз сильнее эффекта от аммиака, который ранее считался главным
виновником формирования капель серной кислоты. Серная кислота образуется
при взаимодействии водяных паров и оксида серы. Аммиак и диметиламин
способствуют формированию из нее мелких капель аэрозоля в верхних слоях
атмосферы. Такие капли, как указано в работе ученых, появлялись при
концентрации диметиламина от трех объемных частей на триллион.
Эффект конденсации кислоты интересовал специалистов потому, что
кислотный аэрозоль поглощает тепловое излучение, охлаждая атмосферу в
целом. Диметиламин образуется при разложении органических веществ как
при природных, так и при антропогенных процессах, а оксид серы поступает
в атмосферу в ходе вулканических извержений, а также в результате
сжигания угля и нефти. Авторы открытия подчеркнули, что данные о роли
диметиламина важны как для более точного моделирования глобального
потепления, так и для прогнозирования воздействия человека на климат.
Аммиак и диметиламин планируется массово использовать для
промышленного поглощения углекислого газа в рамках борьбы с
антропогенным парниковым эффектом. Знания о том, как эти вещества сами
по себе влияют на атмосферу, необходимы для оценки рисков проекта.