Det finns en envis, värmeabsorberande partikel som flyter längs i jordens atmosfär:Den gillar initialt inte vatten, den absorberar ljus, och det tar sin tid att gå vidare. Svart kol i atmosfären tenderar att dröja tills det äntligen absorberar tillräckligt med vatten för att falla från himlen. Sålänge, svart kol absorberar solens energi och värmer upp omgivande luft, skapar en strålningseffekt.

Färsk, ungt svart kol tenderar att vara resistent mot vatten. Över tid, partiklarna åldras och blir mer hygroskopiska, eller kunna absorbera vatten från luften. Men när börjar svart kol absorbera vatten, fungera som molnkärnor, och ta bort sig själv från atmosfären?

Forskare undersökte tidigare de hygroskopiska förhållandena för svart kol i labbet, med begränsade förhållanden på kemiska källor och vattenånga förhållanden. I alla dessa studier, molnkärnbildningsvärdena för svart kol var indirekta mätningar.

I en ny studie av Hu et al. forskare mätte samtidigt koncentrationen av molnkondensationskärnor och svarta kolpartiklar. Provtagningsplatsen var nära hårt trafikerade vägar och industricentra i Wuhan, Kina, en urban megastad i den centrala delen av landet.

De korrigerade först för storleken på partiklar, därefter mätte molnkondensationskärnor och enskilda svarta kolpartiklar i vissa nivåer av övermättnad av vatten i atmosfären. Teamet fann att aktiveringsdiametern, eller storleken på den svarta kolpartikeln där hälften av partiklarna kommer att bilda kärnor och fällas ut, var 144 ± 21 nanometer vid 0,2% övermättnad. Hur dessa svarta kolhaltiga partiklar skulle kunna fungera som molnkärnor bestäms av deras storlek kombinerat med deras beläggningar, författarna säger, och i allmänhet, ju mindre mättad luften var, ju större partiklarna måste vara för att kärnbilda.

Dessutom, teamet fann att en partikel i sig kan påverka storleken på kärnbildning. Till exempel, mängden organiskt innehåll i en partikel eller någon beläggning på det svarta kolet kan förändra hygroskopiciteten och därmed aktiveringen.

Forskargruppen noterade att deras arbete kan hjälpa till att förbättra uppskattningarna av livslängden för suspenderade svarta kolpartiklar i atmosfären och därför de strålningseffekter dessa partiklar kan ha.

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Eos, värd av American Geophysical Union. Läs den ursprungliga historien här.