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其中,符合海洋天空,化学家寻找线索,以我们的气候

Sean Staudt, a graduate student who works with CA冰, adjusts the flow of dinitrogen pentoxide to a mass spectrometer used to study reactions of the atmospheric gas at atmospheric interfaces.
肖恩·施陶特,研究生谁与caice工作,调整五氧化二氮的使用,以在大气界面研究大气气体的反应质谱仪的流动。 (由塔特姆lyles轻弹照片)

通过 塔特姆lyles轻弹
化学通讯专家的部门

本文删节版发布 这里。

隐藏在从海浪拍击沙滩上的盐雾的线索,我们这个星球的未来。

188bet体育官网的化学家正在转向到符合海洋天空学习我们的过去,现在和未来的气候是如何通过从调用的生物组成的海水,空气和有机物位的复杂气溶胶影响海洋家园。

研究人员是成员 中心对环境的化学物质,或caice气溶胶影响,美国国家科学基金会资助的合作,致力于解开这些气溶胶粒子对空气质量和气候的影响。

因为海洋覆盖了地球的70%,这是一个艰巨的任务。

“有很多的水 - 很多海洋 - 和很大的风,说:” 约瑟夫胃食道逆流,一个博士后研究助理,谁与caice工作。

caice最近收到了20亿$由美国国家科学基金会,以资助其第二个五年,$ 3百万定于188bet体育官网。设在加州大学圣地亚哥分校的大学,caice是12所大学和研究机构在全国各地之间的合作。

“要了解当前的环境下,我们需要知道发生了什么,我们在这里之前,”说 蒂莫西·伯特伦,caice副主任,并在188bet体育官网的化学教授。 “我们想知道的气溶胶粒子,中央对云的形成和气候系统,看上去就像前工业化时代。”

Joseph R. Gord, a postdoctoral research associate at UW–Madison who works with CA冰, examines frozen dinitrogen pentoxide, an atmospheric gas. He will use it to explore chemical reactions that take place at the ocean-air interface.
约瑟夫河胃食道逆流,在188bet体育官网的博士后研究员谁与caice工作,检查冷冻五氧化二氮,大气气体。他将用它来探索发生在海气界面的化学反应。 (由塔特姆lyles轻弹照片)

调查过去的情况,caice科学家建造一艘远洋接口模型重建浪花在实验室的化学成分。这使研究人员能够改变条件,模拟不同地质时期或环境因素。改变海洋温度,增加海洋酸度,污染和有害藻华的所有改变这种气溶胶区的组成,并可能影响天气模式和人类健康。

“我们想了解的自然过程是如何工作的,”伯特伦说。 “我们也想了解人类如何影响海洋和可能对这些小颗粒的作用。”

伯特伦和他的同事们查看模拟器及其评估海洋系统的能力,以如此高的分子多样性的创作,从美国国家科学基金会的第一个五年资助的最大的成就。

“我们测量了海浪的复杂性在实验室和衍生的分子模仿它,”伯特伦说。 “你可以把它在一个烧杯中,你可以把你的手就可以了,而不是认为它太复杂了学习。”

新批NSF与新的目标向前移动的项目,重点是三个主要部分:颗粒生产;在水 - 空气界面的化学反应;以及如何颗粒影响云的形成。

威斯康星大学的研究人员集中在气溶胶粒子和大气气体之间的化学反应。虽然海洋是氯化钠的浓溶液,该表面包含丰富的有机材料,这使得它的方式成海喷雾,并改变在该界面中的组合物和反应。

“细菌,浮游植物,和病毒产生的大量有机材料,其发现自己在界面的,” Bertram的说。 “这真是一个188bet体育化学复杂的界面,通过海洋表面的微生物驱动的故事。”

浪花包括大量的气体,这增加了该研究的复杂性。这些气体,五氧化二氮中的一个(正2O5),可以极大地影响多少臭氧在大气中。臭氧,又是气候模型的准确性是至关重要的。

“依赖于五氧化二氮的反应性摄取(正2O5),臭氧和羟基自由基的浓度以及甲烷的寿命显著改变,所以是一个巨大的变化,” GORD说。 “反应性的吸收基本上是一个进入的气体分子和接口,导致化学反应之间的碰撞的百分比。该分子提供了用于去除一些这些氮氧化物(其添加到地面臭氧和颗粒物)从大气中的机构。通过了解这种分子的行为,我们配备并启用谁的深入研究等气候过程的人,使大气中的更好的预测和模型“。

在大气中的氮氧化物的分子的浓度也影响的颗粒物质,其与臭氧一起,可以采取对人类健康产生收费的量。臭氧和颗粒物是由环保局监测。

“所有这些工作有助于我们更好地了解谁需要这些小件的人,建立模型,并作出预测,” GORD说。 “分子的数量巨大贡献气候的大局,” GORD说。 “我们研究了一些公众不太知名的球员,了解他们的行为,这样的人谁看全貌对他们所做的工作准确的出发点。”

在caice合作者建立在一个快速增长的数据收集和在化学和气候科学有共同的利益和经验。

托马斯sobyra, a graduate student with the Nathanson Group who works with CA冰, explains how dinitrogen pentoxide enters the vacuum chamber where it reacts with a spray of water one-third the width of a human hair.
托马斯sobyra,研究生与谁与caice工作的内桑森组,解释了五氧化二氮是如何进入真空室,与水有三分之一的喷人的头发丝的宽度反应。 (由塔特姆lyles轻弹照片)

“从化学的角度来看,我们正在开发的方法来剖析模式和反应,在显示如此巨大的复杂性,只有使中心的方法可以了解他们成功的系统,”加 吉尔·内桑森,联合首席研究员与caice和188bet体育官网的化学教授。 “我们中心吸引,不仅取决于形形色色的化学家,生物学家,但和海洋为好,而我们直接与气候模拟社区连接。这是一个艰巨的任务,导致基础和有形的发现,我们转移想想特别是在一般和气溶胶化学复杂的化学系统的方式。”

“有难题的许多作品,我们的实验室可以集中在一个狭窄的窗口,但caice内有理解和实验的巨大广度,” GORD说。

该项目包括来自全国各地高校的协作组无数次的试验,与美国188bet体育官网的第二大参与者。补助金的188bet体育官网的部分总计$ 300万$ 2000万美元。

合作院校包括:加州大学圣地亚哥分校;斯克里普斯海洋研究所;爱荷华大学;麦迪逊威斯康星大学;科罗拉多州立大学;犹他州大学;加州大学戴维斯分校;俄亥俄州立大学;耶鲁大学;加州大学,欧文;斯基德莫尔学院;和圣地亚哥超级计算机中心。

这项工作是通过资助下,没有中心的气溶胶影响对环境的化学资助的化学国家科学基金会师。澈1801971。