Sự hình thành các hạt aerosol mới là một quá trình phức tạp. Các nhà nghiên cứu gần đây đã bắt đầu hiểu quá trình này ở cấp độ phân tử sau khi ra đời các công cụ có thể phát hiện các hạt có kích thước nanomet.

Con người đã thay đổi thành phần của khí quyển theo nhiều cách. Lưu huỳnh dioxit từ khí thải công nghiệp, ôxit nitơ từ giao thông và amoniac từ nông nghiệp đều có thể ảnh hưởng đến sự hình thành hạt sau các phản ứng hóa học trong khí quyển. Những khí này cũng có thể tương tác với hơi hữu cơ, có nguồn gốc chủ yếu từ rừng và thảm thực vật. Bầu khí quyển chứa hàng ngàn hợp chất hữu cơ khác nhau, nhưng chỉ một phần nhỏ trong số chúng có thể hình thành và phát triển các hạt.

Trước đó người ta đã nghĩ rằng sự hình thành hạt mới luôn cần axit sulfuric, hình thành từ quá trình oxy hóa lưu huỳnh dioxit. Sau đó, người ta đã phát hiện ra rằng một số hơi hữu cơ cũng có thể tạo thành các hạt. Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng trong khí quyển bị ô nhiễm ở lục địa, ví dụ như ở rừng phương Bắc Phần Lan, các hạt được hình thành hiệu quả nhất khi axit sulfuric, amoniac và hơi hữu cơ đều có mặt. Mặt khác, các oxit nitơ làm giảm lượng các hạt mới hình thành.

Các kết quả giúp hiểu được sự hình thành hạt mới và tác động khí hậu liên quan sẽ thay đổi như thế nào nếu mức độ ô nhiễm không khí giảm trong tương lai do kiểm soát khí thải nghiêm ngặt hơn. Các hạt aerosol có thể ảnh hưởng đến khí hậu bằng cách tán xạ bức xạ mặt trời , tạo mây… Các tương tác aerosol-mây-khí hậu vẫn liên quan đến những bất ổn lớn trong các mô hình khí hậu hiện nay. Các thí nghiệm này đã được tiến hành tại Trung tâm nghiên cứu hạt nhân châu Âu (European Center for Nuclear Research), CERN, Geneva, nơi có một trong những cơ sở thí nghiệm tốt nhất cho các nghiên cứu hình thành hạt chi tiết. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Phó giáo sư Katrianne Lehtipalo từ Đại học Helsinki.

“Chúng tôi muốn tạo ra bầu không khí rừng phương Bắc trong buồng nghiên cứu của chúng tôi,” cô nói. Các phép đo trường dài hạn tại trạm Hyytiala SMEAR II ở miền Nam Phần Lan đã giúp các nhà nghiên cứu xác định các điều kiện phù hợp để hình thành hạt.

“Sự hình thành hạt là một quá trình tinh tế và chúng tôi phải mất một thời gian để tìm ra hỗn hợp khí chính xác, nhưng cuối cùng chúng tôi đã có thể tái tạo các quan sát khí quyển gần như hoàn hảo”, Lehtipalo nói.

Nghiên cứu được thực hiện với sự hợp tác giữa 25 viện nghiên cứu ở 9 quốc gia khác nhau.

Nguồn: https://www.sciencedaily.com