Совместная исследовательская группа, возглавляемая Гонконгским университетом науки и техники (HKUST), Южным университетом науки и технологии (SUSTech) и Национальным центром прикладной математики в Шэньчжэне (NCAMS), представила азотно-ориентированную структуру, которая объясняет светопоглощающие эффекты атмосферных органических аэрозолей. Опубликованное в журнале Science, это новаторское исследование показывает, что азотсодержащие соединения играют доминирующую роль в поглощении солнечного света атмосферными органическими аэрозолями во всем мире. Это открытие знаменует собой важный шаг на пути к совершенствованию климатических моделей и разработке более целенаправленных стратегий по смягчению воздействия частиц, находящихся в воздухе, на климат.
Атмосферные органические аэрозоли влияют на климат, поглощая и рассеивая солнечный свет, особенно в диапазоне от ближнего ультрафиолетового до видимого. Из-за их сложного состава и непрерывной химической трансформации в атмосфере точная оценка их воздействия на климат остается сложной задачей.
Исследование проводилось совместно под руководством проф. ФУ Цзунг-Мэй, профессор школы наук об окружающей среде и инженерии SUSTech и NCAMS, и проф. ЮЙ Цзяньчжэнь, профессор кафедры химии и отдела окружающей среды и устойчивого развития HKUST. "Традиционные модели используют углеродоцентричный подход, просто рассматривая химическую модификацию органических аэрозолей путем равномерной обработки основной массы углеродного элемента. Эта методология недостаточно эффективна для определения взаимосвязи между источниками, эволюцией и светопоглощающими свойствами атмосферного органического вещества. Впервые мы количественно оценили глобальное содержание светопоглощающих азотсодержащих компонентов в органических аэрозолях, называемых коричневым азотом (BrN), и показали, как оптические свойства BrN изменяются в зависимости от химического состава", - пояснил профессор Фу.
"Наше исследование показывает, что среднемировой прямой радиационный эффект BrN составляет 0,034 Вт на квадратный метр. BrN обусловливает около 70% глобальных светопоглощающих эффектов органических аэрозолей, и его химическая эволюция является основной движущей силой пространственно-временных изменений в поглощении света органическими аэрозолями", - добавил доктор ЛИ Юмин, первый автор исследования и аспирант в области наук об окружающей среде, политики и менеджмента Гонконгского университета.- Совместная докторская программа SUSTech.
Полученные результаты подчеркивают необходимость включения азотсодержащих соединений в будущие модели климата и качества воздуха. Поскольку лесные пожары, по прогнозам, станут более частыми в условиях будущего потепления климата, ожидается увеличение выбросов аэрозолей BrN с более высокой светопоглощающей способностью, что еще больше усугубит потепление климата. Это вводит ранее непризнанный механизм положительной обратной связи.
"Эта работа обеспечивает фундаментальный сдвиг в том, как мы рассматриваем поглощение органических аэрозолей во всем мире. Определив азот в качестве ключевого элемента, мы сможем лучше понять взаимодействие климата и химии Земли". сказал профессор Ю.
Профессор. Ю добавил: "Понимание этих взаимодействий, а также выявление других светопоглощающих органических соединений, которые не содержат азота, имеет решающее значение для улучшения атмосферных моделей и разработки более эффективных стратегий борьбы с загрязнением воздуха".
Раскрывая ключевую роль поглощения аэрозолей азотом, исследование предлагает более точную основу для прогнозирования последствий изменения климата и руководства стратегиями смягчения последствий.
Комментарии