Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Научный эксперимент раскрыл процесс образования новых частиц в атмосфере, способных влиять на климат Земли
Биогенные пары образуют новые частицы NPF (New Particle Formation) в атмосфере, способные влиять на глобальный климат. Международная группа ученых рассмотрела процесс зарождения NPF в атмосфере, а в ходе эксперимента отследила на молекулярном уровне, как именно происходит образование частиц в присутствии химических паров, исходящих от биосферы Земли.
Результат научной работы опубликован в журнале Science Advances. Изменение климата и проблемы качества воздуха имеют глобальное значение как для человечества, так и для окружающей среды. Образование новых частиц, называемых учеными NPF, является ключевым процессом, определяющим количество аэрозолей в атмосфере. Они являются источником более половины ядер конденсации облаков, что влияет на свойства облаков и энергетический баланс Земли.
Большая часть пограничного слоя атмосферы получает сильные выбросы биогенных летучих органических соединений от растительности. Эти соединения взаимодействуют с атмосферными окислителями, что приводит к быстрому образованию кислородсодержащих паров с низкой летучестью. Небольшая часть достигает пересыщения, что стимулирует образование NPF. При этом частицы могут вырасти до достаточно больших размеров, чтобы прямо или косвенно влиять на радиационный баланс атмосферы, действуя как ядра конденсации облаков.
Международная группа ученых рассмотрела процесс образования новых частиц на молекулярном уровне. Новый подход позволил определить точную роль разных химических составляющих и учесть степень их влияния, чего не достигалось ранее.
«Интереснейший проект CLOUD начался еще в 2009 году в Европейском центре ядерных исследований ЦЕРН (Женева, Швейцария). Одним из инициаторов этого международного проекта выступила наша российская группа. За прошедшие годы мы воплотили в жизнь большой ряд экспериментов, который дал ответ на многие вопросы нашего проекта: чем вызваны текущие активные атмосферные процессы, влияющие на глобальное изменение климата, какова роль химических специй от продуктов жизнедеятельности и каков вклад заряженных частиц ионов, которыми наша атмосфера все время ионизируется за счет потока космических лучей. На все эти вопросы мы впервые дали точные ответы», — рассказал Владимир Махмутов, заведующий лабораторией физики Солнца и космических лучей Физического института имени П. Н. Лебедева РАН, доктор физико-математических наук, доцент кафедры общей физики МФТИ.
Биогенные органические выбросы в пограничных слоях атмосферы представляют собой в основном изопреноиды, которые варьируются в зависимости от типа растительности. Среди них сесквитерпены (С15Н24 и другие) представляют собой высокореактивный класс, и их в основном выделяют сосны и цитрусовые деревья, а также сельскохозяйственные растения. Таким образом, тропические леса, особенно Амазонки, являются крупнейшими источниками, а значит, потенциально увеличивают образование NPF.
Скорость роста в зависимости от концентрации пара и диаметра частиц / © Пресс-служба МФТИ
Вновь образованные частицы состоят из углеводородов — монотерпенов, изопренов и сесквитерпенов. И если первые два соединения достаточно изучены, то сесквитерпенам уделяется мало внимания, несмотря на их потенциально важную роль из-за их высокой молекулярной массы. С помощью экспериментов, проведенных в камере CLOUD при атмосферных условиях, ученые обнаружили, что именно сесквитерпены играют активную роль в образовании паров со сверхнизкой летучестью, которые, в свою очередь, является высокоэффективными образователями NPF и количественно определяют их эффективность. Добавление всего два процента сесквитерпена увеличивает выход этих паров и удваивает скорость образования. Таким образом, выбросы сесквитерпенов необходимо включать в оценку глобальных концентраций аэрозолей, где NPF, как ожидается, будут основным источником ядер конденсации облаков.
Выбросы сесквитерпенов деревьями и кустарниками увеличиваются в зависимости от окислительного и термического стресса, а недавнее исследование показало, что почвенные микроорганизмы также выделяют сесквитерпены с той же скоростью, что и крона. В глобальном масштабе выбросы сесквитерпенов (24 Тг С/год) существенно ниже монотерпенов — 91 — и изопрена — 465, но они имеют более высокий выход низколетучих продуктов окисления.
Влияние атмосферных условий на скорость образования частиц, влияние ионов, вызванных космическим излучением, в образовании NPF. Выявлен рост концентрации под влиянием ионов, показанный в эксперименте. (A) Прогоны смеси при температуре = 5° C и относительной влажности = 40%. Скорость образования частиц в зависимости от концентрации соединений со сверхнизкой летучестью, без NO, показана черным цветом и окрашена в зависимости от концентрации NO (цветная полоса). (B) Прогоны смеси, относительная влажность = 40% и ~10–20 частей, скорость образования частиц (J1,7), функция OOM, показывающая влияние температуры. (C) Прогоны смеси при относительной влажности = 40% и ~10–20 pptv NO, скорость образования частиц размером 1,7 нм (J1,7), функция увеличения концентрации ионов, показывающая их значение / © Пресс-служба МФТИ
«Результаты экспериментов наглядно доказали высокую роль сесквитерпенов в образовании новых частиц, чего ранее практически не учитывали. Почему NPF так важны? Молекулы вновь образующихся частиц являются зародышами облаков, центров конденсации, и если они не испаряются в атмосфере, то в конечном итоге образуют систему облаков, которые влияют на радиационный баланс энергии, приходящей от Солнца к Земле, и наоборот. Таким образом можно оценить вклад антропогенной и биогенной деятельности в эти процессы, уже сейчас вызвавшие глобальное изменение климата», — подытожил Владимир Махмутов.
Учитывая увеличение выбросов сесквитерпенов из-за экологического стресса, которому подвергаются растения в связи с продолжающимся глобальным повышением температуры, понимание вклада сесквитерпенов в NPF и рост в атмосфере облаков очень важно для построения глобальных климатических моделей.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые из МФТИ и МГУ провели важное исследование фундаментальных законов природы, значительно расширив возможности одного из самых перспективных инструментов для исследования М-теории — гипотетической «теории всего». Они обобщили математический метод, известный как три-векторные деформации, на полные, без каких-либо упрощений, уравнения 11-мерной супергравитации в рамках исключительной теории поля. Результатом стали явные «рецепты» того, как можно систематически изменять (или «деформировать») геометрию и поля любого известного 11-мерного пространства-времени, чтобы получить новые, ранее неизвестные решения, подчиняющиеся тем же элегантным алгебраическим условиям, что и в более простых случаях.
Одна из фундаментальных проблем при создании эффективных моделей машинного обучения — определение необходимого и достаточного количества данных для их обучения. Слишком мало данных — модель будет неточной, слишком много — неоправданные затраты времени и ресурсов на сбор и обработку информации. Ученые из МФТИ предложили два новых метода для решения этой задачи, основанных на анализе функции правдоподобия с использованием техники бутстрэпа.
Недавно физик Мелвин Вопсон предложил новый взгляд на гипотезу симуляции, впервые сформулированную шведским философом Ником Бостромом. В серии научных работ он утверждает, что информация обладает массой, а гравитация — не более чем побочный эффект цифровой Вселенной. Но насколько обоснованы его громкие заявления? И может ли «код Вселенной» объяснить реальность?
Мохаммад Х. Аттаран (Mohammad H. Attaran) — концепт-дизайнер и цифровой художник, работающий в Великобритании. В своих проектах он сочетает эстетику научной фантастики с элементами, вдохновлёнными природой, особенно анатомией насекомых. Его машины, мехи и транспортные средства выглядят одновременно инопланетно и инженерно достоверно. Ну или почти.
Исследуя генетическое происхождение мужского населения Нидерландов, ученые заметили географические особенности распределения гаплогрупп. Теперь, чтобы их объяснить, проанализировали Y-хромосомы сотен человек, начиная с раннего Средневековья, в сравнении с геномами современного населения страны. Авторы рассчитывали обнаружить непрерывность популяций, однако столкнулись с неожиданными сложностями.
Когда пальцы долго находятся в воде, кожа на них начинает морщиться. Из-за чего и по какому принципу это происходит, долгое время известно не было. Однако специалисты по биомедицине из США нашли ответы на оба вопроса.
Да, с волосами и люком все так. У космонавта Суниты Уильямс волосы на МКС плавали свободно, а у Кэти Пэрри и прочих в полете 14 апреля 2025 года — нет. Но это не значит, что суборбитального космического полета первого чисто женского экипажа не было или что он был инсценировкой. Причем, в общем-то, чтобы понять это, даже не нужно обладать специальными знаниями.
Многие знают, как популярны сувениры из окаменелостей — зубы древних акул или полированные панцири аммонитов. Но чем реже встречаются такие артефакты, тем они ценнее, то есть на них можно много заработать. И это проблема для палеонтологов. Американский специалист по тираннозаврам оценил ущерб, который нанесла коммерческая добыча костей T. rex и подсчитал среднюю цену таких образцов. Оказалось, больше половины найденных тирексов находится в частных руках, а значит, для науки они недоступны или ненадежны.
Мощнейшее отключение электроэнергии за последние 20 лет истории Европы случилось уже неделю назад, а испанские власти пока так и не объявили о его причинах. Это логично: как мы покажем ниже, ответ на вопрос, кто виноват, получится очень неполиткорректным. И, более того, противоречащим линии правящей в Испании партии. Но мы живем за тысячи километров от нее, поэтому можем себе позволить аполитичный анализ случившегося. Так что же произошло на самом деле и каковы наши шансы увидеть подобное у себя дома?
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно