不考虑二氧化硫直接在大气中形成硫酸
莱比锡。在大气中,气态硫酸可以形成影响云物理特性的颗粒。因此,气相硫酸的形成直接影响辐射强迫和地球气候。除了已知的二氧化硫形成途径外,莱布尼茨对流层研究所 (TROPOS) 的研究人员现在已经能够通过实验证明,几十年来人们一直猜测存在另一种形成途径。大气中的硫酸也可由有机硫化合物氧化直接形成。这种新的生产途径可能导致海洋上空多达一半的气态硫酸形成,因此对于气候预测非常重要 - 特别是在南半球的海洋上,自然通讯。
有机硫化合物主要由生物源排放,对地球的硫循环有重大贡献。硫循环对于地球气候很重要,因为有机硫化合物的氧化产物,例如硫酸(H 2 SO 4)和甲磺酸(MSA,CH 3 SO 3 H),会引发新颗粒的形成。硫酸盐颗粒有效地散射入射的太阳辐射并影响云凝结核(CCN)的形成。CCN 的数量和大小显着改变了云的微物理和辐射特性以及寿命。因此,了解 H 2 SO 4如何是在大气中形成的,对于了解气候系统的基本过程是必须的。
在全球范围内,硫磺的年排放量约为3000万吨,其中最重要的有机硫化合物是二甲硫醚(DMS,CH 3 SCH 3 ),其次是甲硫醇(MeSH,CH 3 SH),其次是甲硫醇(MeSH,CH 3 SH),其次是甲硫醇(MeSH , CH 3 SH )。程度,二甲基二硫(DMDS,CH 3 SSCH 3)。TROPOS 进行了大量的实验室实验和模型模拟,以研究这些化合物的大气氧化途径。“据我们所知,到目前为止,没有实验证据表明 H 2 SO 4在气相中直接形成,除了通过 SO 2TROPOS 的 Torsten Berndt 博士解释说:“通过 OH 自由基或 Criegee 中间体进行氧化,尽管长期以来文献中一直对此进行推测,甚至此类途径也在模型中实现。”
在TROPOS,现已通过使用两种流动系统实现了直接形成H 2 SO 4的实验证明:水平自由喷射流系统和垂直层流管。有了这些系统,就可以在不同的反应条件下工作,从而可以使用先进的质谱技术对氧化过程进行精确的研究。此外,实验结果可以估计硫氧化循环中的许多动力学参数,从而有助于更好地了解其大气氧化。
实验结果被整合到 TROPOS 现有的复杂多相化学机制 MCM/CAPRAM 中以进行模型评估。“在南大洋相对原始的条件下,H 2 SO 4的直接形成可占总气相形成的 50%,”Andreas Tilgner 博士和 Erik H. Hoffmann 博士报告说。据推测,直接气相的形成可能在南半球海洋上空尤其重要。这些区域的特点通常是 SO 2与 DMS 的比率较小,这意味着该直接生产途径的一部分在那里可能很重要。其他大气区域,其中 SO 2较小预计 与 DMS 的比率处于海洋云的流出状态。在那里,已经观察到高 H 2 SO 4浓度和新气溶胶颗粒的形成,现在可以对此进行解释。
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