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Science:南半球大洋浮游植物能“吞云吐雾”

来源:生物谷 2015-07-20 11:16

2015年7月20日/生物谷BIOON/--南半球的大洋(Southern Ocean又称南极洲大洋),几乎是全世界云雾最多的地方,这些大洋的海面上几乎常年都覆盖着大量的云雾。为什么会出现这样的气候现象呢?结果确实很出人意料。最近发表在《Science》上的一篇文章认为,在南极洲大洋里面存在一些很小的生物,它们就是大洋面上云雾的“罪魁祸首”。

南极洲占据着南半球维度从0度到40度的大部分地方,围绕着南极洲的是一片连续的海洋,因此这片处于南纬60度到南极洲海岸线的大洋就被称为Southern Ocean,或者南极洲大洋。这片区域常年为云雾覆盖,而气候学上的解释一直存在困难。最近的研究表明,海洋中的生物活动,对于南极洲大洋上面的云雾形成有很大影响。云和空气悬浮微粒是气候学中非常复杂的两个话题,它们的形成和相互作用机制都非常复杂。

自然界中存在多种样式的悬浮微粒(或气溶胶),例如人类活动会带来的烟尘、煤烟、汽车尾气等,或者如自然界形成的硫酸盐、铵盐等。这些颗粒会形成一种核心颗粒,会造成水蒸气冷凝并结合在这些颗粒上,进而形成水滴,并聚集成云或者雾。南极洲大洋地区人类活动很少,因此成为了研究自然界自然形成云雾模型的好地方。美国宇航局的Terra地球卫星发现,南极洲大洋上空的云雾密集程度,与洋面下面的浮游植物活动密集程度存在着高度重合,这意味着,两者之间存在很大关联。

研究认为,浮游植物群从两个方面会导致云雾增加。一个方面,这些大洋里的浮游植物会释放二甲基硫醚,然后在大气中又转化为硫酸盐,这些硫酸盐分子会导致大量气溶胶的形成,会增加水蒸气的冷凝并形成云雾团。另外一种影响是,海洋会朝着大气激射一些有机颗粒,增加云雾的凝结核。在水面上,一些有机分子被聚集在一些小的泡泡表面,然后被海浪花冲进大气里面,这些有机分子进而成为了水蒸气的冷凝核心,形成水颗粒。在低纬度地区,更多的是浮游植物释放的硫化物的影响,更高维度的区域则是这些有机颗粒的影响更大。

这个研究还具体讨论了季节变化以及空间变化对于云雾形成的关联性。该研究是一个国际联合课题组完成的,这个SOCRATES (Southern Ocean Clouds, Radiation, Aerosol Transport Experimental Study)课题组正在申请美国国家科学基金会的资金,希望继续研究并建立云雾-气溶胶相互作用的模型。(生物谷Bioon.com)

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DOI: 10.1126/science.aac8874

PMC:

PMID:

Tiny sea creatures are making clouds over the Southern Ocean

The Southern Ocean is the cloudiest region on Earth, almost completely blanketed yearround. But the cause might be surprising: tiny marine organisms called phytoplankton, which live in the ocean’s stormy waters. A new study has measured how particles and gases emitted by these creatures enter the atmosphere and become the seeds of clouds. The study represents the first large-scale correlation between biological activity in the Southern Ocean and cloud formation. Establishing that link is an important first step toward understanding a longstanding question in climate modeling: the role of clouds and tiny air particles called aerosols in global climate change.

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