Раскрыт новый механизм образования смога в городе

  •  18 /
Иллюстрация атмосферных неоднородностей в мегаполисе, показывающая «Моделирование больших вихрей» Гонконга, наложенных на составной горизонт Лондона. Возникающие в результате неоднородности в парах аммиака и азотной кислоты могут привести к увеличению скорости роста частиц до более чем в 100 раз быстрее, чем это было ранее (Фото: Хелен Коули)
Spread the love

Коллаборация CLOUD раскрыла новый механизм, который запускает эпизоды зимнего смога в городах. Результаты, опубликованные в журнале Nature, могут помочь в разработке политики по сокращению городского загрязнения частицами, которое занимает пятое место по факторам риска смертности во всем мире.

Эпизоды зимнего городского смога возникают, когда в загрязненном воздухе образуются новые частицы, находящиеся ниже температурной инверсии. Теплый воздух над инверсией препятствует конвекции, вызывая скопление загрязнений у земли. Однако то, как дополнительные аэрозольные частицы могут образовываться и расти в этом сильно загрязненном воздухе, до сих пор оставалось загадкой, потому что они должны быть быстро потеряны в результате удаления уже существующих аэрозолей. Новый результат CLOUD может объяснить тайну.

Эксперимент CLOUD (Cosmics Leaving Outdoor Droplets) в ЦЕРН включает специальную камеру Вильсона, способную имитировать все разнообразные аспекты атмосферы Земли, с точным контролем условий и чрезвычайно низким уровнем загрязнения. Данные от приборов для отбора проб, прикрепленных к камере, позволяют всесторонне понять образование аэрозольных частиц и их влияние на облака и климат. Ионы космических лучей также могут влиять на образование аэрозолей, и их вклад изучается путем изменения интенсивности пучка пионов от протонного синхротрона ЦЕРНа, который проходит через камеру.

В своем новом исследовании ученые CLOUD смоделировали загрязненные городские условия в камере и исследовали роль аммиака и азотной кислоты при атмосферных концентрациях. В глобальных выбросах аммиака преобладает сельское хозяйство. Однако в городах присутствие как аммиака, так и азотной кислоты, получаемой из оксидов азота (NOx), в основном связано с транспортными средствами.

«Ранее считалось, что аммиак и азотная кислота играют пассивную роль в образовании частиц, просто обмениваясь с частицами нитратом аммония», — говорит Джаспер Киркби, руководитель эксперимента CLOUD.

Однако новое исследование CLOUD показало, что небольшие неоднородности в концентрациях аммиака и азотной кислоты, которые сохраняются только в течение нескольких минут, могут привести к увеличению скорости роста частиц более чем в 100 раз по сравнению с ранее наблюдавшимися, но только короткими скачками. до сих пор ускользнули от обнаружения. Эти сверхбыстрые скорости роста достаточны для быстрого преобразования вновь образованных частиц в больший размер, где они менее склонны к потере из-за поглощения уже существующими частицами. Конечным результатом является эпизод плотного смога с большим количеством частиц.

«Хотя выбросы оксидов азота регулируются, выбросы аммиака не увеличиваются и могут даже увеличиваться с использованием новейших каталитических нейтрализаторов, используемых в бензиновых и дизельных транспортных средствах. Наше исследование показывает, что регулирование выбросов аммиака от транспортных средств может способствовать сокращению городского смога», — заключает Джаспер Киркби.

Метки:

Добавить комментарий