Научно сътрудничество, изучаващо възможната връзка между галактическите космически лъчи и образуването на облаци, разкри тайната как се образува зимният смог в градовете.

открива

Това е сътрудничеството CLOUD, базирано на Proton Synchrotron (PS) на Европейската организация за ядрени изследвания (CERN), което използва физически ускорител с висока енергия за изучаване на атмосферните и климатичните науки.

Това сътрудничество разкри нов механизъм, който задвижва епизодите на зимен смог в градовете.

Резултатите, публикувани в списание Nature, ще помогнат за намаляване на замърсяването с градски частици, което е на пето място по рискови фактори за смъртност в световен мащаб.

Градски смог

Смогът се отнася до замърсяване на въздуха, което се получава в резултат на взаимодействието на слънчевата светлина с определени химикали в атмосферата.

Зимните градски епизоди на смог се появяват, когато в замърсения въздух се образуват нови частици, попаднали под температурна инверсия.

Термична инверсия се получава, когато температурата и плътността на въздуха спаднат: в този момент замърсяването на въздуха, като смог, е затворено близо до земята, с вредно въздействие върху здравето.

Мистерията е разрешена

Обаче как вредните частици успяват да се образуват и растат в този силно замърсен въздух досега е било загадка.

CLOUD обаче има специална камера, способна да имитира различни аспекти на земната атмосфера, с прецизен контрол на условията и изключително ниски замърсители.

Данните от инструменти за вземане на проби, свързани към камерата, позволяват цялостно разбиране на образуването на частици и неговия ефект върху облаците и времето.

Йоните от космическите лъчи също могат да повлияят на образуването на тези суспендирани частици в газ, известен също като аерозоли.

Ролята, която аерозолите играят в градското замърсяване, може да бъде проучена чрез промяна на интензивността на лъча пиони (субатомни частици) от протонния синхротрон на CERN, преминаващ през камерата CLOUD.

Градска симулация

В новото си проучване учените симулират замърсени градски условия в камерата и изследват ролята на амоняк и азотна киселина в атмосферните концентрации.

Глобалните емисии на амоняк са доминирани от земеделието. В градовете обаче наличието на амоняк и азотна киселина, която се получава от азотни оксиди (NOx), се дължи до голяма степен на превозни средства.

„По-рано се смяташе, че амонякът и азотната киселина играят пасивна роля в образуването на частици“, обяснява в изявление Джаспър Къркби, ръководител на експеримента CLOUD.

Бърз растеж

Новото проучване CLOUD обаче показа, че малките нехомогенности в концентрациите на амоняк и азотна киселина, които се задържат само за няколко минути, могат да доведат до темпове на растеж на аерозола до над 100 пъти по-бързи от познатите по-рано, но само за кратки периоди които досега бяха избегнали откриването.

Тези свръхбързи темпове на растеж са достатъчни, за да трансформират новопоявили се частици до по-голям размер, където е по-малко вероятно те да бъдат загубени чрез почистване от вече съществуващи частици.

Крайният резултат е епизод на плътен смог с голям брой частици.

„Въпреки че емисиите на азотни оксиди се регулират, емисиите на амоняк могат да се увеличат с най-новите каталитични конвертори, използвани в бензинови и дизелови превозни средства. Нашето проучване показва, че регулирането на емисиите на амоняк от превозните средства може да помогне за намаляване на градския смог “, заключава Джаспър Къркби.