研究表明微塑料會促進(jìn)云的形成
參考消息網(wǎng)11月19日報道 據(jù)澳大利亞“對話”網(wǎng)站11月7日發(fā)表美國賓夕法尼亞州立大學(xué)化學(xué)系教授米麗婭姆·弗里德曼和賓夕法尼亞州立大學(xué)化學(xué)系博士生海迪·巴斯的文章《微塑料促進(jìn)云的形成,可能對天氣和氣候產(chǎn)生影響》,內(nèi)容如下:
當(dāng)水汽(大氣中看不見的氣體)附著在微小的漂浮顆粒(如灰塵)上,變成液態(tài)水滴或冰晶時,云就形成了。在一份新發(fā)表的研究報告中,我們展示了微塑料顆?梢援a(chǎn)生同樣的效果,它們在比不含微塑料的水滴高5至10攝氏度的溫度下產(chǎn)生冰晶。
這表明,空氣中的微塑料可能會在原本不會形成云的情況下產(chǎn)生云,從而影響天氣和氣候。
大氣中的云可以由液態(tài)水滴、冰;騼烧叩幕旌衔锝M成。當(dāng)云處于溫度在0至零下38攝氏度的中高層大氣中時,冰晶通常在(來自干燥土壤的)礦物粉塵顆;(諸如花粉、細(xì)菌之類的)生物顆粒周圍形成。
微塑料的寬度不到5毫米,其中有些極微小。科學(xué)家們在南極深海、珠穆朗瑪峰的頂峰和新鮮的南極雪中發(fā)現(xiàn)了它們。由于這些碎片非常小,它們可以在空氣中輕易流動。
云中的冰對天氣和氣候有重要影響,因為大多數(shù)降水通常是從冰粒開始的。
世界各地非熱帶地區(qū)的許多云頂向上延伸至大氣中,在那里冷空氣導(dǎo)致云頂中的一些水分凍結(jié)。然后,一旦冰形成,它就會從周圍的液滴中吸收水汽,晶體就會變得足夠重,從而落下。如果冰無法形成,云就會蒸發(fā),而不是造成降雨或降雪。
雖然人們在上小學(xué)時就知道水在0攝氏度結(jié)冰,但這并不總是正確的。如果無法附著在灰塵顆粒之類東西上以形成核,水在結(jié)冰之前可以過度冷卻至零下38攝氏度。
為了在較溫暖的溫度下結(jié)冰,液滴中需要存在某種不溶于水的物質(zhì)。如果云中存在微塑料,它們可能會導(dǎo)致冰晶形成,從而可能令降雨或降雪增多。
云還以多種方式影響天氣和氣候。它們能反射照向地表的陽光,這具有冷卻作用;它們還能吸收來自地表的一些輻射,這具有變暖作用。
云能反射的陽光量,取決于云中液態(tài)水和冰的含量。如果微塑料使得云中的冰粒增多,這可能會改變云對地球的能量平衡的影響。
為了觀察微塑料碎片是否可以作為水滴的核,我們使用了大氣中最常見的4種塑料:低密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯。我們對原始狀態(tài)下和暴露于紫外線、臭氧和酸的這4種塑料進(jìn)行了測試。
我們將微塑料懸浮在小水滴中并慢慢冷卻水滴,觀察它們何時結(jié)冰。我們還分析了塑料碎片的表面,以確定它們的分子結(jié)構(gòu),因為冰核的形成可能取決于微塑料的表面化學(xué)。
就我們研究的大多數(shù)塑料而言,50%的液滴在冷卻至零下22攝氏度時被凍結(jié)。該研究結(jié)果與加拿大科學(xué)家最近公布的一項研究結(jié)果相吻合,他們還發(fā)現(xiàn),與不含微塑料的液滴相比,某些類型的微塑料能在更高的溫度下形成冰核。
微塑料顆粒暴露于紫外線輻射、臭氧和酸,往往會抑制這些顆粒形成冰核的活動。這表明,冰核的形成對微塑料顆粒表面的微小化學(xué)變化很敏感。然而,這些塑料仍然會形成冰核,因此仍然會影響云中冰的數(shù)量。(編譯/龍君)
(責(zé)任編輯:歐云海)