Hokkaido -universitetets försöksskog Tomakomai på hösten med fjällen Tarumae (vänster) och Fuppushi (till höger) i bakgrunden. Upphovsman:Hokkaido University
Forskare har funnit bevis på att biogeniska utsläpp från marken undertrycker molnbildning i svalt tempererade skogar på hösten, ge ledtrådar till hur den globala uppvärmningen kommer att påverka molnbildning och det övergripande klimatet.
Submikron atmosfäriska aerosoler, även om de inte är så synliga, spela en central roll i klimatsystemet. De orsakar temperaturvariationer genom att sprida eller absorbera solljus, medan de också fungerar som molnkondensationskärnor (CCN). Följaktligen, de kan påverka molntäcket och nederbördsprocessen. Organiskt material, som utgör upp till 90 procent av aerosoler, är ofta hänförlig till biogena källor.
Många frågor, dock, kvarstå hur skillnader i variation och kvantitet av biogena organiska ämnen påverkar aerosoler och molnbildning i en sval tempererad skog som har vegetation mycket mottaglig för klimatförändringar.
I försöksskogen Tomakomai, en sval tempererad skog i norra Japan, forskarna vid Hokkaido University samlade submikronatmosfäriska aerosoler en vecka i taget för varje prov i cirka två år, vilket resulterade i 52 prover. De analyserade sedan aerosolprovens kemiska sammansättningar och CCN -aktiviteter.
Deras forskning avslöjade en tydlig säsongsvariation av CCN -aktivitet, som visade ett maximum på sommaren och ett minimum på hösten. Viktigt, CCN-aktivitet styrs av massförhållandet mellan sulfat och vattenlösliga organiska ämnen. Förhållandet mellan sulfat, vilket underlättar molnbildning, är högre på sommaren och för vattenlösliga organiska ämnen är relativt högre på hösten. Studien indikerar att en ökad mängd vattenlösliga organiska ämnen kan belägga sulfatpartiklar, undertrycka dess CCN -aktivitet.
En spridningsdiagram som visar CCN-aktivitet för atmosfäriska submikron-aerosoler (y-axel) och massförhållandet mellan organiska ämnen och sulfat (x-axel). Ju högre förhållande organiska ämnen till sulfat, desto lägre CCN -aktivitet. Denna trend blir märkbar under hösten. Upphovsman:Müller A. m.fl., Vetenskapliga rapporter, 16 augusti, 2017
Vidare, forskarna fann för första gången att aerosoler som härrör från naturliga organiska ämnen som släpps ut från jord och kullar (fallna löv) på skogsbotten kan undertrycka molnbildning. Detta ger en ny inblick i den konventionella tron att trädblad är den primära källan till organiska gaser och aerosoler som kan påverka molnbildningen.
Biträdande professor Yuzo Miyazaki vid Hokkaido University, som ledde forskningen, sa "De senaste åren har vissa studier har påpekat att mängden organiska ämnen som släpps ut från skogsgolvet liknar, eller till och med större än, som avges från trädblad i svalt tempererade eller andra skogsområden med högre latitud. Vår forskning bör ge ledtrådar för att utvärdera hur skillnader i mängd och mängd organiska ämnen i områden med hög latitud, som är sårbara för global uppvärmning, kommer att påverka molnbildningen och det övergripande klimatet i framtiden. "
Säsongsskillnader i koncentrationerna av organiska ämnen i aerosoler (vita cirklar anger mätvärden) och den uppskattade fördelningen av organiska källor (F1-5). Förhållandet mellan organiska ämnen som kommer från eller nära skogsbotten (F3-4) toppar under hösten, när CCN -aktivitet är lägst. Upphovsman:Müller A. m.fl., Vetenskapliga rapporter, 16 augusti, 2017