De Dominante Rol van Stikstof in de Absorptie van Wereldwijde Organische Aerosolen Onthuld

Onderzoeksteam introduceert nieuw kader voor absorptie van licht door organische aerosolen

Een samenwerkend onderzoeksteam heeft een stikstofgericht kader geïntroduceerd dat de lichtabsorberende effecten van atmosferische organische aerosolen verklaart. Deze studie, gepubliceerd in Science, onthult dat stikstofhoudende verbindingen een dominante rol spelen in de absorptie van zonlicht door atmosferische organische aerosolen wereldwijd. Deze ontdekking betekent een belangrijke stap in de verbetering van klimaatmodellen en het ontwikkelen van gerichter strategieën om de klimaatimpact van luchtdeeltjes te verminderen.

Atmosferische organische aerosolen beïnvloeden het klimaat door zonlicht te absorberen en te verstrooien, vooral binnen het nabij-ultraviolet tot zichtbare spectrum. Vanwege hun complexe samenstelling en voortdurende chemische transformatie in de atmosfeer, is het nauwkeurig beoordelen van hun klimaateffecten een uitdaging gebleven.

De studie werd gezamenlijk geleid door prof. Fu Tzung-May, hoogleraar aan de School of Environmental Science and Engineering van de Southern University of Science and Technology (SUSTech) en het National Center for Applied Mathematics Shenzhen (NCAMS), en prof. Yu Jianzhen, hoogleraar aan de afdeling Chemie en de divisie Milieu en Duurzaamheid van de Hong Kong University of Science and Technology (HKUST).

“Traditionele modellen hanteren een koolstofgericht benadering, waarbij alleen de chemische modificatie van organische aerosolen wordt beschouwd door een uniforme behandeling van het bulk koolstofelement. Deze methodologie is niet effectief in het vastleggen van de relatie tussen de bronnen, evolutie en lichtabsorberende eigenschappen van atmosferisch organisch materiaal. Voor het eerst hebben we de mondiale overvloed van lichtabsorberende stikstofhoudende componenten in organische aerosolen gekwantificeerd, aangeduid als bruin stikstof (BrN), en onthuld hoe de optische eigenschappen van BrN variëren met de chemische samenstelling,” legt prof. Fu uit.

“Ons onderzoek toont aan dat het wereldwijde gemiddelde directe stralingseffect van BrN 0,034 watt per vierkante meter bedraagt. BrN draagt bij aan ongeveer 70% van de wereldwijde lichtabsorberende effecten door organische aerosolen, en zijn chemische evolutie is de belangrijkste drijfveer van ruimtelijke en temporele variaties in de lichtabsorptie van organische aerosolen,” voegt Dr. Li Yumin, de eerste auteur van de studie en afgestudeerde in Milieu, Beleid en Management van het gezamenlijke Ph.D.-programma van HKUST-SUSTech, toe.

De bevindingen benadrukken de noodzaak om stikstofhoudende verbindingen op te nemen in toekomstige klimaat- en luchtkwaliteitsmodellen. Met de verwachting dat bosbranden frequenter zullen worden in een opwarmend klimaat, wordt een toename van de emissies van meer lichtabsorberende BrN-aerosolen verwacht, wat de klimaatverandering verder verergert. Dit introduceert een voorheen niet erkend positief feedbackmechanisme.

Een verschuiving in ons begrip van organische aerosolabsorptie

“Dit werk biedt een fundamentele verschuiving in hoe we de absorptie van organische aerosolen wereldwijd bekijken. Door stikstof als het belangrijkste element te identificeren, kunnen we de interacties tussen het klimaat en de chemie van de aarde beter begrijpen,” zei prof. Yu.

“Het begrijpen van deze interacties, evenals het identificeren van andere lichtabsorberende organische verbindingen die geen stikstof bevatten, is cruciaal voor het verbeteren van atmosferische modellen en het ontwikkelen van effectievere strategieën voor luchtvervuilingsbestrijding.” Door de sleutelrol van stikstofgedreven aerosolabsorptie te onthullen, biedt de studie een nauwkeuriger kader voor het voorspellen van de impact van klimaatverandering en het begeleiden van mitigatiestrategieën.