这个实验怎么产生大气反射率不同的粒子类型?

Question

麻省理工学院技术江南登录网址app下载评论新闻条目哈佛大学的科学家正在推进大气地球工程计划的实验讨论了实验研究精心控制的方式引起的反射率各种粒子排放到平流层。正在研究的基本想法是,增加大气反射可以部分抵消由于温室气体温室效应。

明年的某个时候,哈佛大学教授David Keith和弗兰克Keutsch希望推出一个高空气球,拴在贡多拉上装有螺旋桨和传感器,从一个站点在图森,亚利桑那州。初步工程检测后,“同温层飞机”将喷雾细水雾等材料二氧化硫、氧化铝或碳酸钙进入平流层。传感器将测量粒子的反射率,他们分散的程度或合并,他们相互作用的方式与其他化合物在大气中。

研究人员首次提出这些气球实验2014年的论文。但地球工程会议在华盛顿特区周五,基思说,他们已经开始工程设计企业与亚利桑那州测试气球公司工作的世界观。他们也开始讨论适当的治理结构对于这样一个实验,他们打算建立一个独立机构来审查他们的建议。

这是一个努力探索如何最好地做小,控制测试和如何建立适当的指导方针。这种类型的大气实验比长惯例截然不同云种散播雨,所以这种深思熟虑的方法。

简短的回顾的背景和相关概念中可以发现的问题本文视频所示第一分钟左右后,它变得更严重。

而氧化铝(氧化铝)和碳酸钙(碳酸钙)可能是固体颗粒的形式对于这样一个实验,和颗粒大小可以设计成各种大小分布提前控制,二氧化硫(SO2)是一种气体STP。在一个大气压的压力,它会成为液体在-10摄氏度。这个计划会喷雾或分裂液体二氧化硫在低环境温度高度?

如果我理解正确的话,二氧化硫的机理是化学清除空气中的水蒸气,形成反射的硫酸雨滴。将氧化铝和碳酸钙也种子水滴形成的反射机制,或者只会反光粒子本身?

Answer 1

前言:颗粒和液滴

通常,大气粒子可以被认为是湿颗粒。例如当我们谈论硫酸盐颗粒($ SO_4 ^{2,} $),这些粒子实际上是液滴与硫酸溶解(或溶解sulfate-cation化合物)。

机制包括二氧化硫美元

二氧化硫释放气体,美元对美元SO_4 ^{2,} $(硫酸)。基本上,有不同的反应途径形成硫酸二氧化硫:美元

• 美元SO_ {2 g}——(气态反应)——>美元H_2SO_ {4 g} $ (H_2O积累美元)——>“硫酸盐粒子”
• 美元SO_ {2, (g)}(进入解决方案)——>美元SO_}{2,解决方案——(形成)——> H_2SO_美元{4、解决方案}$ (deprotonizes直接)

通常,第二个途径是占主导地位。相关的方面是,它会导致硫酸超细粒子的形成(硫酸滴)。

硫酸盐粒子云凝结核。这意味着他们支持云的形成。可用的卫星图片,您可以确定航道线的云。这些云形成,因为船舶排放大量的二氧化硫(至少美元之外的硫排放控制领域)。

大多数海洋上方的云层比海面反射更多的太阳辐射。一般来说,海洋上方的云层是“好云”对地球降温。因为大部分地球表面被海洋覆盖,人们可能会问,它上面生成云——例如通过释放二氧化硫美元。然而,据我所知,这个过程是相关的对流层。

释放二氧化硫喷射到平流层美元(提出的相关文章)并不意味着支持云的形成(纠正我,如果我错了)。然而,释放二氧化硫导致美元硫酸超细粒子。这些硫酸盐颗粒有效散射太阳辐射,因此,防止它到达地球表面。还有一个维基百科文章在这里。

不幸的是,硫酸间接降低了臭氧层:硫酸导致自由基的释放(和他们的继任者)催化地破坏臭氧层。看到基斯et al。(2016)更详细的概述。

为什么CaCO_3美元?

基本的想法是添加的碱金属盐中和硫酸和硝酸(生成的硫酸)当我们排放二氧化硫美元。这将减少对臭氧层产生负面影响。CaCO_3美元是这样一个盐(Keith et al ., 2016)。

为什么Al_2O_3美元?

前言:我不是专家,只是读一些关于这个主题的文章。

根据Weisenstein et al。(2015)、精铝粒子(钻石)是另一种硫酸盐颗粒。根据他们的说法,铝是有利的。然而,随着排放的导弹和宇宙飞船的研究表明,Al_2O_3美元也有负面影响臭氧层(SomeReport;国防部,2004):氯自由基释放美元,降低臭氧。CaCO_3也抵消了美元。