據(jù)外媒報(bào)道，站在海邊，大口大口地聞著鹽霧，你會(huì)聞到刺鼻的海腥味。而那種成熟的、像是腐爛的氣味，則是硫磺。據(jù)悉，海洋浮游生物每年向空氣中輸出超2000萬(wàn)噸的硫磺，主要是以二甲基硫醚(DMS)的形式。在空氣中，這種化學(xué)物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化為硫酸，然后它通過(guò)為水滴的形成提供一個(gè)場(chǎng)所來(lái)幫助產(chǎn)生云。

在世界海洋的范圍內(nèi)，這個(gè)過(guò)程影響到整個(gè)氣候。

但來(lái)自威斯康星大學(xué)麥迪遜分校、美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(NOAA)和其他機(jī)構(gòu)的新研究顯示，從海洋中排放的超過(guò)1/3的DMS永遠(yuǎn)無(wú)法幫助新的云層形成，因?yàn)樗辉茖颖旧硭铡＿@些新發(fā)現(xiàn)大大改變了人們對(duì)海洋生物如何影響云層的普遍認(rèn)識(shí)，并可能改變科學(xué)家預(yù)測(cè)云層形成如何響應(yīng)海洋變化的方式。

通過(guò)將陽(yáng)光反射回太空和控制降雨，云在全球氣候中發(fā)揮著重要作用。準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)它們對(duì)于理解氣候變化的影響至關(guān)重要。

“事實(shí)證明，這個(gè)關(guān)于云層形成的故事確實(shí)不完整，”華盛頓大學(xué)麥迪遜分校的化學(xué)教授、論文新報(bào)告的資深作者Tim Bertram說(shuō)道，“在過(guò)去的三四年里，我們一直在質(zhì)疑這個(gè)故事的一部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和大規(guī)模的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)在我們可以更好地將海洋排放的東西和你如何形成這些鼓勵(lì)云層形成的微粒之間的聯(lián)系起來(lái)。

通過(guò)跟其他13個(gè)機(jī)構(gòu)的合作者一起，華盛頓大學(xué)麥迪遜分校的研究生Gordon Novak構(gòu)建了于2021年10月11日發(fā)表在《Proceedings of the National Academy of Science》上的分析報(bào)告。

幾年前，由NOAA的Patrick Veres領(lǐng)導(dǎo)的這組研究人員發(fā)現(xiàn)，在變成硫酸的過(guò)程中，DMS首先會(huì)變成一種被稱為HPMTF的分子，而這種分子之前從未被確認(rèn)過(guò)。在這項(xiàng)新的研究中，該團(tuán)隊(duì)使用NASA擁有的滿載儀器的飛機(jī)，然后在云層內(nèi)和晴朗的天空下捕捉這些化學(xué)物質(zhì)的詳細(xì)測(cè)量結(jié)果。

“這是一架巨大的DC-8飛機(jī)。它是一個(gè)飛行實(shí)驗(yàn)室，”Bertram介紹道，“基本上所有的座位都被拆除了，非常精確的化學(xué)儀器被放了進(jìn)去，這使得研究小組能在非常低的濃度下測(cè)量大氣中的排放分子和所有的化學(xué)中間物。”

研究小組從飛行數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，HPMTF很容易溶解到現(xiàn)有云層的水滴中，這就從云層成核過(guò)程中永久地消除了硫磺。在無(wú)云地區(qū)，更多的HPMTF幸存下來(lái)進(jìn)而成為能幫助形成新云層的硫磺。

在佛羅里達(dá)州立大學(xué)的合作者的領(lǐng)導(dǎo)下，該團(tuán)隊(duì)在一個(gè)大型的全球海洋大氣化學(xué)模型中對(duì)這些新的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了說(shuō)明。他們發(fā)現(xiàn)，來(lái)自DMS的36%的硫是以這種方式流失到云中的。另外15%的硫是通過(guò)其他過(guò)程流失的，所以結(jié)果是，海洋浮游生物作為DMS釋放的硫中只有不到一半可以幫助形成云。

“這種對(duì)云的硫的損失降低了小顆粒的形成率，所以它降低了云核本身的形成率，”Bertram說(shuō)道，“對(duì)云的亮度和其他特性的影響將不得不在未來(lái)進(jìn)行探索。”

直到最近，研究人員仍在很大程度上忽略了云層對(duì)海洋上空化學(xué)過(guò)程的影響，部分原因是很難從云層中獲得良好的數(shù)據(jù)。但新研究顯示，正確的儀器擁有獲得這些數(shù)據(jù)的能力，而且云層可以發(fā)揮重要的作用，甚至影響到產(chǎn)生云層的過(guò)程本身。

Bertram說(shuō)道：“這項(xiàng)工作確實(shí)重新打開(kāi)了海洋化學(xué)的這個(gè)領(lǐng)域。”

關(guān)鍵詞： 海洋 DMS 新云層 氣候