据澳大利亚“对话”网站11月7日发表美国宾夕法尼亚州立大学化学系教授米丽娅姆·弗里德曼和宾夕法尼亚州立大学化学系博士生海迪·巴斯的文章《微塑料促进云的形成,可能对天气和气候产生影响》,内容如下:
当水汽(大气中看不见的气体)附着在微小的漂浮颗粒(如灰尘)上,变成液态水滴或冰晶时,云就形成了。在一份新发表的研究报告中,我们展示了微塑料颗粒可以产生同样的效果,它们在比不含微塑料的水滴高5至10摄氏度的温度下产生冰晶。
这表明,空气中的微塑料可能会在原本不会形成云的情况下产生云,从而影响天气和气候。
大气中的云可以由液态水滴、冰粒或两者的混合物组成。当云处于温度在0至零下38摄氏度的中高层大气中时,冰晶通常在(来自干燥土壤的)矿物粉尘颗粒或(诸如花粉、细菌之类的)生物颗粒周围形成。
微塑料的宽度不到5毫米,其中有些极微小。科学家们在南极深海、珠穆朗玛峰的顶峰和新鲜的南极雪中发现了它们。由于这些碎片非常小,它们可以在空气中轻易流动。
云中的冰对天气和气候有重要影响,因为大多数降水通常是从冰粒开始的。
世界各地非热带地区的许多云顶向上延伸至大气中,在那里冷空气导致云顶中的一些水分冻结。然后,一旦冰形成,它就会从周围的液滴中吸收水汽,晶体就会变得足够重,从而落下。如果冰无法形成,云就会蒸发,而不是造成降雨或降雪。
虽然人们在上小学时就知道水在0摄氏度结冰,但这并不总是正确的。如果无法附着在灰尘颗粒之类东西上以形成核,水在结冰之前可以过度冷却至零下38摄氏度。
为了在较温暖的温度下结冰,液滴中需要存在某种不溶于水的物质。如果云中存在微塑料,它们可能会导致冰晶形成,从而可能令降雨或降雪增多。
云还以多种方式影响天气和气候。它们能反射照向地表的阳光,这具有冷却作用;它们还能吸收来自地表的一些辐射,这具有变暖作用。
云能反射的阳光量,取决于云中液态水和冰的含量。如果微塑料使得云中的冰粒增多,这可能会改变云对地球的能量平衡的影响。
为了观察微塑料碎片是否可以作为水滴的核,我们使用了大气中最常见的4种塑料:低密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。我们对原始状态下和暴露于紫外线、臭氧和酸的这4种塑料进行了测试。
我们将微塑料悬浮在小水滴中并慢慢冷却水滴,观察它们何时结冰。我们还分析了塑料碎片的表面,以确定它们的分子结构,因为冰核的形成可能取决于微塑料的表面化学。
就我们研究的大多数塑料而言,50%的液滴在冷却至零下22摄氏度时被冻结。该研究结果与加拿大科学家最近公布的一项研究结果相吻合,他们还发现,与不含微塑料的液滴相比,某些类型的微塑料能在更高的温度下形成冰核。
微塑料颗粒暴露于紫外线辐射、臭氧和酸,往往会抑制这些颗粒形成冰核的活动。这表明,冰核的形成对微塑料颗粒表面的微小化学变化很敏感。然而,这些塑料仍然会形成冰核,因此仍然会影响云中冰的数量。(编译/龙君)
(原标题:研究表明微塑料会促进云的形成)
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