Jun Wang, ledning av en ny studie som hjälper till att klargöra hur ammoniak finns i jordens övre atmosfär. Kredit:University of Iowa
En ny studie som leds av forskare vid University of Iowa förklarar hur ammoniak fördelas i jordens övre atmosfär.
Studieförfattarna använde datormodellering för att avgöra att ammoniak så småningom släpps ut som en gas i den övre atmosfären. Modelleringen förklarar ett mysterium - data som samlats in av satelliter som visar plommon av ammoniak i den övre atmosfären, särskilt över delar av Asien under sommarmonsonsäsongen.
Forskningen är viktig eftersom den på molekylär skala svarar på hur ammoniak absorberas av flytande vattendroppar och senare skjuts ut i luften under konvektion, när luft stiger från jordens yta, och fryser i den övre atmosfären.
"Vi fann att vi kan simulera och förutsäga var ammoniak ska vara, och våra förutsägelser överensstämmer med satellitmätningar, "säger Jun Wang, professor i kemisk biokemisk teknik vid UI's College of Engineering och vars team ledde studien. "Nyheten i forskningen är att kombinera det vi vet på molekylär nivå och sätta in det i en global simuleringsmodell."
Ammoniak (kemisk formel NH 3 ) har mätts nära jordens yta, men att mäta koncentrationen i den övre atmosfären - mer än sex mil upp - har varit utmanande. 2016, satellitmätningar detekterade ammoniakplommor i den övre atmosfären över subtropiska regioner i Sydostasien.
Det förvånade forskare eftersom det är allmänt trott att all ammoniak bör absorberas av molnvatten eller sura aerosoler i den nedre atmosfären, upp till tre till fyra mil över ytan.
"Så frågan är, "Hur stiger ammoniak till en sådan höjd (nio mil) över jordens yta när den reagerar så bra med andra arter?", Säger Wang. "Hur förblir den som en gas i den övre atmosfären?"
Med hjälp av datormodellering, UI -teamet, med hjälp av forskare vid University of Nebraska-Lincoln, fann att ammoniakmolekyler upptar ett tunt lager mellan ispartiklar och uteluften, och frigörs när ispartiklarna krockar i den övre atmosfären.
"Vi visar att NH3 löst i flytande molndroppar släpps ut i den övre atmosfären vid frysning och att det sker en kollision av ispartiklar under djup konvektion, förklarar därmed de oväntat höga koncentrationerna av NH3 i många delar av världen, "skriver författarna.
Pappret, publicerad online den 30 maj i tidningen Förfaranden från National Academy of Sciences , har titeln, "Molekylärt perspektiv för global modellering av övre atmosfäriska NH3 från frysande moln."
