Mass Flying Flight Lab revela secretos de cómo la vida marina afecta la formación de nubes

El avión de investigación DC-8 vuela a través de la capa del límite del mar, la parte de la atmósfera que está cerca de la superficie del océano donde el océano influye en procesos como la formación de nubes. Préstamo: Sam Hall

Ocean Life ayuda a producir nubes, pero las existentes mantienen nuevas en la bahía

Párese en la orilla del océano, respire hondo del rocío de sal, sentirá el inconfundiblemente fuerte olor del mar. ¿Ese olor maduro, casi podrido? Es azufre.

El plancton marino inhala más de 20 millones de toneladas de azufre cada año, principalmente en forma de sulfuro de dimetilo (DMS). Este químico se puede convertir en azufre en el aire. ácido, que ayuda a crear nubes, dando lugar a gotas de agua. Este proceso afecta a todo el clima de los océanos del mundo.

Pero otra investigación de la Universidad de Wisconsin-Madison, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, muestra que más de un tercio del DMS emitido desde el mar nunca puede ayudar a crear nuevas nubes, ya que se pierden cerca de las nubes. Los nuevos hallazgos cambian significativamente la comprensión predominante de cómo la vida marina afecta a las nubes և podrían cambiar las predicciones de los científicos sobre cómo la formación de nubes responde a los cambios oceánicos.

El primer autor del estudio, Gordon Novak, fue fotografiado utilizando el equipo de detección química de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica utilizado durante el estudio. Préstamo a disposición de Gordon Novak

Al reflejar la luz del sol en el espacio y controlar las lluvias, las nubes juegan un papel importante en el clima global. Predecirlos con precisión es esencial para comprender los efectos del cambio climático.

«Resulta que esta historia de la formación de nubes fue realmente poco entusiasta», dijo Tim Bertram, profesor de Química de UW-Madison y autor del nuevo informe. “Durante los últimos tres o cuatro años, hemos cuestionado algunas partes de esa historia, tanto a través de experimentos de laboratorio como de experimentos de campo a gran escala. «Ahora podemos conectar mejor los puntos con la ‘emisión de material del océano’ a medida que crea estas partículas que estimulan la formación de nubes».

Junto con colegas de otras 13 instituciones, el estudiante graduado de UW-Madison, Gordon Novak, compiló el análisis publicado el 11 de octubre de 2021. Boletín de la Academia Nacional de Ciencias.

Hace unos años, este grupo de colegas de la NOAA, liderado por Patrick Veres, descubrió que en su camino a convertirse en ácido sulfúrico, el DMS evolucionó por primera vez en una molécula conocida como HPMTF, que nunca antes se había descubierto. El equipo lo usó para un nuevo estudio. NASAAviones famosos cargados con herramientas: mediciones detalladas de estos productos químicos en el océano abierto, dentro de las nubes bajo el cielo ventoso.

«Este es un enorme avión DC-8. Es un laboratorio volador. «Esencialmente, se han quitado todos los asientos, se han instalado instrumentos químicos muy precisos, lo que permite al equipo medir concentraciones muy bajas, moléculas liberadas a la atmósfera, todos intermedios químicos», dijo Bertram.

A partir de los datos de vuelo, el equipo descubrió que HPMTF se disuelve fácilmente en las gotas de agua de la nube existentes, lo que elimina permanentemente ese azufre del proceso de nucleación de la nube. En áreas despejadas, sobrevive más HPMTF, que se convierte en ácido sulfúrico y ayuda a formar nuevas nubes.

De socios Universidad Estatal de Florida, el equipo calculó estas nuevas mediciones en un gran modelo global de la química atmosférica oceánica. Descubrieron que el 36% del azufre DMS se perdía en las nubes. Procesos և El 15% del azufre se pierde a través de otros procesos, por lo que el resultado es menos de la mitad del plancton de azufre marino, ya que el DMS puede ayudar a formar núcleos.

«Esta pérdida de azufre en las nubes reduce la tasa de formación de partículas pequeñas, reduciendo así la tasa de formación de los núcleos de las nubes». «El impacto en otras propiedades del brillo de las nubes necesita ser explorado más a fondo», dijo Bertram.

Hasta hace poco, los investigadores ignoraban en gran medida el efecto de las nubes en los productos químicos del océano, en parte porque es difícil obtener buenos datos de la capa de nubes. Pero una nueva investigación muestra «el poder de las herramientas adecuadas para obtener esos datos», los roles potenciales que pueden desempeñar las nubes, incluso influyendo en los procesos que generan las propias nubes.

«Este trabajo realmente ha reabierto este campo de la química marina», dice Bertram.

Referencia. , Joel A. Thornton, Glenn M. Wolfe, Michael P. Vermeuel, Christopher M. Jernigan, Jeff Peischl, Thomas B. Ryerson, Chelsea R. Thompson, Ilann Bourgeois, Carsten Warneke, Georgios I. Gkatzelis, Mathew M. Coggon, Kanako Sekimoto, T. Paul Bui, Jonathan Dean-Day, Glenn S. Diskin, Joshua P. DiGangi, John B. Nowak, Richard H. Moore, Elizabeth B. Wiggins, Edward L. Winstead, Claire Robinson, K. Lee Thornhill , Kevin J. Sanchez, Samuel R. Hall, Kirk Ullmann, Maximilian Dollner, Bernadett Weinzierl, Donald R. Blake y Timothy H. Bertram, 11 de octubre de 2021, Boletín de la Academia Nacional de Ciencias.
DOI: 10.1073 / pnas.2110472118:

Este trabajo fue parcialmente apoyado por la National Science Foundation (proporcionada por GEO AGS 1822420 և CHE 1801971), la NASA (proporcionada por 80NSSC19K1368 և NNX16AI57G) y el Departamento de Agricultura de EE. UU. (Subvención CA-D-LAW-2481-H).