Att förstå hur klimatet har förändrats under de senaste århundradena och kommer att utvecklas i framtiden kräver detaljerad kunskap om alla klimatsystemkomponenter, inklusive en noggrann utvärdering av effekten av mänsklig aktivitet på dem.

Bedömer effekten av mänsklig aktivitet och aerosolpartiklar i klimatmaskinen

Förekomsten av aerosolpartiklar i atmosfären är känd för att påverka klimatet, som, förutom deras interaktion med solstrålning, de kan också fungera som frön för bildandet av molndroppar. Bildandet av klusterpartiklar från gasformiga prekursorer och deras efterföljande tillväxt har rapporterats vara en viktig partikelskälla; dock, identifieringen av mekanismerna eller de inblandade ångorna är fortfarande inte fullständig.

"Också, för att bedöma effekten av mänsklig aktivitet på klimatet, det är nödvändigt att jämföra nuvarande klimat med förindustriell tid, vilket innebär att vi behöver en korrekt representation av de preindustriella förhållandena, inklusive aerosolpartiklar och deras källor, "Clémence Rose, säger huvudförfattaren till en artikel om observationer av biogen joninducerad gruppbildning i atmosfären som nyligen publicerats.

Svavelsyra, vars produktion i stor utsträckning är relaterad till antropogen verksamhet, har allmänt accepterats vara väsentliga i de inledande stegen av ny partikelbildning.

Dock, förmågan hos organiska ångor som släpps ut från träd, biogena ångor, att också bilda partiklar visades nyligen under experiment som utförts i CLOUD -kammaren vid CERN. Dessa fynd tyder på att en sådan process kan ha dominerat ny partikelbildning under den preindustriella eran, när svavelsyrakoncentrationerna var mycket lägre.

"Även om kammarexperiment möjliggör detaljerade undersökningar av enskilda mekanismer och också kan efterlikna atmosfäriska observationer, de kan inte helt återge komplexiteten i den verkliga atmosfären ", Säger Clémence Rose.

Aerosolbildning från träd som avger:från laboratorium till fält

Efter de ovannämnda observationerna vid CERN, syftet med det nu publicerade arbetet var att undersöka förekomsten av laddad gruppbildning från biogena ångor i atmosfären.

För det, data som samlats in på SMEAR II -stationen i Hyytiälä, Finland, med en toppmodern instrumentell installation analyserades, ge information om både storleken och koncentrationen av klusterpartiklarna samt deras kemiska sammansättning. Ett särskilt fokus lades på bildandet av kvällstider, som uppträder under förhållanden som liknar dem för CLOUD -kammarexperimenten i närheten. Som noterades tidigare i CLOUD, biogena ångor visade sig också dominera de tidiga stadierna av den laddade klusterbildningen under kvällstidens händelser som observerades i Hyytiälä.

I detalj, ångorna som härrör från oxidationen av monoterpener, den huvudsakliga biogena ångan som släpps ut i den boreala skogen, av ozon visade sig vara det mest effektiva vid bildning och odling av kluster upp till 6 nanometer, varefter deras tillväxt avbröts på grund av bristen på fotokemi och väsentliga ångor på kvällen.

Dock, dessa resultat utesluter inte möjligheten för atmosfäriska kluster att växa ytterligare - upp till storlekar där de kan hjälpa molnbildning - i ett system som domineras av biogena ångor när fotokemi är aktiv och producerar tillräckligt med ångor som behövs för att upprätthålla partikeltillväxt.

"Att bedöma effekten av sådana klusterbildningsvägar i global skala kommer att kräva flera observationer, och detta pionjärarbete bör uppmuntra till liknande studier, inklusive exempelvis analys av händelser som bildar kluster i dagtid som upptäcks i orörda miljöer som t.ex. Amazonskogen, säger Clémence Rose.