大型飞行实验室揭开海洋生物如何影响云层形成的秘密

站在海洋的岸边，闻到一股大盐雾味，你会闻到大海中明显刺鼻的香味。那个成熟，几乎腐烂的气味？那是硫磺

海洋浮子每年向空气中吸入超过2000万吨硫磺，大部分是二甲基硫化物（DMS）。在空气中，这种化学物质可以转化为硫酸，通过给水滴形成一个场所来产生云层。在世界海洋规模上，这个过程影响整个气候。

但是威斯康星大学麦迪逊分校、国家海洋和大气管理局等机构的最新研究表明，超过三分之一的DMS从海洋中发射，因为新云本身已经消失，因此永远无法帮助新云的形成。新的发现极大地改变了对海洋生物如何影响云的普遍理解，并可能改变科学家预测云层形成对海洋变化的反应方式。

通过将阳光反射回太空并控制降雨，云在全球气候中起着重要作用。准确预测它们对于理解气候变化的影响至关重要。

"事实证明，这个云形成的故事确实不完整，"麦迪逊大学化学教授、新报告的高级作者蒂姆·伯特拉姆说。"在过去的三四年里，我们一直在通过实验室实验和大规模实地实验来质疑这个故事的部分内容。现在，我们可以更好地将海洋中排放的颗粒与如何形成这些鼓励云形成的颗粒物之间的点连接起来。

与其他13个机构的合作者一起，戈登·诺瓦克，一位在麦迪逊大学读研究生，构建了2021年10月11日发表在《国家科学院学报》上的分析。

几年前，由美国国家海洋和海洋和航天局的帕特里克·韦尔斯领导的这一组合作者发现，在成为硫酸的途中，DMS首先变成了一种称为HPMTF的分子，这种分子以前从未被识别过。在新的研究中，研究小组使用美国宇航局拥有的、满载仪器的飞机，在云层内部和阳光明媚的天空下，在开阔的海洋上捕捉到这些化学物质的详细测量结果。

"这是一架大型DC-8飞机。这是一个飞行实验室。基本上，所有的座椅都被拆除了，而且已经投入了非常精确的化学仪器，使团队能够以非常低的浓度测量大气中释放的分子和所有化学中间体，"Bertram 说。

从飞行数据中，研究小组发现HPMTF很容易溶解到现有云层的水滴中，从而永久地从云核过程中去除硫磺。在无云地区，更多的 HPMTF 存活下来，成为硫酸，并帮助形成新的云。

在佛罗里达州立大学的合作者的带领下，研究小组在一个大型的全球海洋大气化学模型中进行了这些新的测量。他们发现，DMS中36%的硫磺以这种方式被云层所流失。另有15%的硫磺通过其他工艺流失，因此结果是，由于DMS可以帮助核云，不到一半的硫海洋浮子释放。

"这种对云的硫的流失降低了小颗粒的形成速率，从而降低了云核本身的形成率。未来必须探讨对云亮度和其他属性的影响，"伯特拉姆说。

直到最近，研究人员基本上忽视了云对海洋化学过程的影响，部分原因是很难从云层中获取良好的数据。但新的研究表明，正确的仪器获得这些数据的力量和云可以发挥的重要作用，甚至影响产生云本身的过程。