Onderzoekers onthullen rol van absorberende aerosolen bij de vorming van winterse nevel

Profiel van gemiddelde BC- en POA-concentraties met foutschaduw in FBASE en verticaal distributie van de temperatuurvariatie door AARI als functie van de nabij-oppervlakte [PM2.5] in de NCP van 5 december 2015 tot 6 maart 2016. De gestippelde lijn in B vertegenwoordigt de PBLH in FBASE. De rode lijn met foutbalken geeft het verticale profiel van waargenomen dag BC-concentraties in Shijiazhuang weer van 13 tot 16 januari 2019, tijdens een zware nevelperiode.

Aerosollichtabsorptie speelt een cruciale rol in het reguleren van de warmtebalans tussen de atmosfeer en het aardoppervlak. Dit gebeurt via twee belangrijke mechanismen: het directe effect van aerosolen, waarbij aerosolen zonnestraling absorberen, en het indirecte effect van aerosolen, die fungeren als wolkencondensatiekernen en ijskernen.

Deze effecten beïnvloeden niet alleen lokale klimaten, maar kunnen ook leiden tot klimaatsveranderingen op wereldschaal. Bovendien voegt de interactie tussen aerosolen, straling en fotolyse complexiteit toe aan hun impact op de vorming van nevel.

Een recente studie heeft de rol van licht-absorberende aerosolen in de vorming van winternevel onthuld. De onderzoekers ontwikkelden een radiatieve overdrachtsmodel dat de multi-component, volledige distributie van aerosolen grondig overweegt, koppelden dit aan een regionaal atmosferisch chemisch transportmodel, en combineerden observatiegegevens om de impact van licht-absorberende aerosolen-radiatie-fotolyse interacties op de vorming van winternevel op grote schaal kwantitatief te analyseren.

“De bevindingen wijzen erop dat eerdere studies mogelijk de positieve rol van aerosollichtabsorptie in de vorming van nevel hebben overschat,” aldus onderzoeker Prof. Li. “Dit biedt nieuwe inzichten in hoe licht-absorberende aerosolen de fysisch-chemische processen in de atmosfeer beïnvloeden.”

Wat betreft de atmosferische fysieke mechanismen hebben eerdere studies aangetoond dat licht-absorberende aerosolen de vervuiling op stedelijke schaal verergeren. Echter, wanneer deze aerosolen op grotere schaal worden beschouwd, observeren de onderzoekers ongelijke opwarmingspercentages in de verticale richting.

De hoogste opwarmingssnelheid vindt plaats aan de top van de grenslaag, wat een “warme luchtbel”-effect creëert. Dit effect versterkt de opwaartse luchtbeweging in vervuilde gebieden terwijl het de neerwaartse luchtbeweging in schonere gebieden bevordert, wat uiteindelijk leidt tot een vermindering van PM2.5-concentraties. Bovendien verminderen licht-absorberende aerosolen de oxidatie in de atmosfeer, wat de vorming van secundaire aerosolen onderdrukt en verder bijdraagt aan de daling van PM2.5-niveaus.

Deze studie is cruciaal voor het onthullen van de mechanismen van licht-absorberende aerosolen binnen het klimaatsysteem, het verstrekken van belangrijke gegevens voor klimaatmodellen en het bieden van een wetenschappelijke basis voor strategieën om aerosoluitstoot te verminderen en de luchtkwaliteit te verbeteren.