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微量气体在云滴形成过程中发挥着看不见的作用
UCR 领导的研究发现，长期以来被认为与云形成无关的微小、不可见气体似乎在决定云是否形成以及是否下雨方面发挥着重要作用。这种认识与一个多世纪以来关于云滴形成背后的物理原理的假设背道而驰。
来源:加州大学河滨分校长期以来，人们一直认为与云的形成无关的微小、看不见的气体实际上可能在决定云是否形成以及是否下雨方面发挥着重要作用。
这是加州大学河滨分校领导的一项新研究的令人惊讶的发现，该研究与一个多世纪以来关于云滴形成背后的物理原理的假设背道而驰。这项发表在《科学进展》杂志上的研究表明，从空气样本中去除常见的微量气体会显着改变水蒸气凝结成云滴的方式。
“这不是我们期望看到的，”该研究的合著者、加州大学河滨分校伯恩斯工程学院的大气化学家马库斯·佩特斯 (Markus Petters) 说。 “事实证明，这些挥发性有机化合物（痕量气体）可以帮助或阻碍大气中微小颗粒变成云滴的能力。”
当水蒸气上升到较冷的空气中并在气溶胶颗粒（空气中悬浮的微小盐、灰尘或污染物）周围凝结时，云开始形成。这些粒子充当“云凝结核”或 CCN。对于在 CCN 周围形成的液滴，空气必须处于过饱和状态，这意味着湿度刚刚超过 100%，例如 100.1% 或 100.5%，并且过饱和的阈值取决于 CCN 的大小和化学组成。
但是 Petters 和该研究的第一作者、UCR 博士生 Elavarasi Ravichandran 研究了第三个因素——有机酸等微量气体，它们以低浓度存在于大气中。当使用木炭洗涤器从测试样品中去除这些气体时，颗粒形成液滴的能力发生了巨大变化。
“真正让我们惊讶的是效果有多大，”佩特斯说。 “如果加热颗粒或将它们暴露在强烈的紫外线辐射下数天，这种变化与您所期望的变化相当。但我们仅通过 20 秒的处理来去除气体就达到了这种效果。”
这项研究表明研究人员可能忽略了这个难题的关键部分。