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平流层空气入侵驱动对流层新粒子生成

气溶胶,新粒子生成,自由对流层,飞行测量

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.12 大气新粒子生成特征、机制及环境气候效应

自由对流层中的新粒子生成是全球云凝结核的重要来源，特别是在清洁的远海海洋大气环境，影响云的形成及其气候效应。目前的主流观点认为，在远海自由对流层中，新粒子主要在云外流区域形成，因对流云可将成核前体物（如二甲基硫）从边界层内输运至高空，同时清除已有颗粒物，产生适于新粒子生成的有利条件。然而多项研究表明，传统理论并不能完全解释在对流层上部频繁观测到的纳米颗粒物的来源，特别是在对流层上部无云区域。本研究基于NASA NAAMES及Atom两次海洋大气飞行外场观测，发现在平流层入侵气团中存在活跃的新粒子生成事件。这一过程由对流层顶折叠驱动，导致平流层空气涌入对流层，使富含臭氧的平流层气团与相对湿润的自由对流层气团混合，在充足光照条件下反应产生高浓度的羟基自由基。高浓度羟基自由基的存在促进了二氧化硫向成核前体物气态硫酸转化，大幅提高硫酸参与的大气成核速率，促进新粒子的形成。这一过程在全球中纬度自由对流层中频繁发生，可能是该区域重要的颗粒物来源。