亞馬遜雨林降雨激發天空中的微型雲朵工廠

在亞馬遜雨林的雨季，午後的大雨是常見的景象。雲朵和降雨的形成依賴於一種稱為雲凝結核的微小空氣懸浮粒子，這些粒子為水蒸氣提供了凝結成雲滴的表面。然而，這些凝結核究竟從何而來？

一個由德國、巴西、瑞典和中國研究人員組成的國際團隊發現，降雨會定期激發奈米粒子的爆發，這些粒子可以成長為雲凝結核。科學家們透過分析來自亞馬遜高塔觀測站（ATTO）的大量長期資料，包括氣溶膠粒子、微量氣體和氣象條件，得出了這一結論。ATTO位於亞馬遜雨林深處，距離巴西馬瑙斯東北約150公里，配備了先進的儀器和高達325米的測量塔，由德國和巴西的科學家共同運營。

該研究的第一作者Luiz Machado解釋道：「降雨會去除氣溶膠粒子，並將大氣中的臭氧引入森林冠層。臭氧可以氧化植物釋放的揮發性有機化合物，特別是萜烯，其氧化產物可以增強新粒子的形成，導致奈米粒子的暫時爆發。」

研究人員發現，奈米粒子的濃度在森林冠層上方最高，並隨著海拔的增加而降低。這種梯度在整個雨季持續存在，表明在冠層中持續形成粒子，並且新形成的粒子向上流動，可以透過進一步吸收低揮發性分子而成長，並作為雲凝結核。Max Planck化學研究所的研究組長Christopher Pöhlker補充道。

參與大氣中天然奈米粒子形成和成長的低揮發性分子包括含氧和氮的有機化合物，這些化合物在異戊二烯、萜烯和其他揮發性有機化合物的氧化過程中形成，這些化合物由植物自然釋放，並被空氣中的臭氧和羥基自由基氧化。

早期的研究在對流雲的流出中檢測到新粒子的形成，並提出了新形成的奈米粒子的向下流動，而不是向上流動。Max Planck化學研究所的主任Ulrich Pöschl總結道：「我們的研究結果意味著對亞馬遜雨林、氣溶膠、雲朵和降水之間相互作用的科學理解發生了正規化轉變，這些相互作用對區域和全球氣候至關重要。」

參考文獻：Luiz A. T. Machado等人於2024年11月8日在《自然地球科學》上發表的「亞馬遜雨林冠層內頻繁降雨誘導的新粒子形成」。DOI: 10.1038/s41561-024-01585-0