前工业时代的气氛包含了比我们以前想象的更多的粒子和更明亮的云。 这是 最新发现 CLOUD实验是在日内瓦附近CERN粒子物理实验室与80科学家合作的。 它改变了我们对人类开始增加污染之前的气氛的了解，以及未来的情况。
大多数云滴需要微小的空气粒子作为其形成和生长的“种子”。 如果一颗云有更多的这些种子，因此会有更多的水滴，它会变得更加明亮，从地球表面反射出更多的阳光。 这反过来可以降低气候。 因此，理解大气中颗粒物的数量和大小，对于预测地球上的云层是多么的明亮和反射，以及全球气温将会如何，至关重要。
今天，这些颗粒中大约一半来自天然来源。 这包括地面的灰尘，火山，造成烟尘的野火，或蒸发空气的海水喷雾，在大气中留下微小的盐分。
我们燃烧化石燃料也产生了许多空气中的微粒。 这会产生煤烟，而且还会在大气中产生硫酸的二氧化硫气体。 除了造成酸雨，硫酸分子可以粘在一起 长成颗粒。 其他分子如 氨 经常帮助将硫酸分子粘合在一起，并且总体形成该过程 大约一半 在今天的气氛中的云播颗粒。
云 欧洲核子研究中心的实验最近也发现了这一点 树木排放的气体 可以粘在一起为大气中的云层创造新的种子，而不需要像以前想象的那样需要其他污染物的帮助。 科学家们认为，云种子需要硫酸（经常与其他化合物混合）或碘分子粘在一起启动过程。
在我们的新的后续研究，发表在 PNAS我们与其他CLOUD科学家一起在大气中模拟了这个过程。 我们的工作表明，即使在今天，树木在世界上最干净的森林地区也会产生大量的云种子。
化石燃料燃烧开始前的大气层模拟开始了，工业革命开始了（气候科学定义为1750年）预测的颗粒比现在少。 更少的粒子，更清洁的云层将会反射太阳的能量，而且可能与直觉相反，它们看上去有点儿灰暗。
CLOUD实验
树木中的气体（萜烯）制造颗粒的能力首先在1960中提出来解释 蓝色的朦胧 看到偏远地区的森林。 自那以后，许多实验室的实验证实 萜 可以帮助形成 新的粒子，但直到最近才被认为是 其他污染物如硫酸 是必需的。
这个领域最近取得的进展大部分是由于CLOUD实验：不锈钢圆筒，直径约三米，高三米。 气体被注入到气缸中，在那里他们的反应就像在大气中一样，然后粘在一起制成颗粒。 最先进的仪器对室内的气体分子和颗粒进行计数。 我们研究了当增加圆柱体中粘性气体的数量时，每秒形成的新粒子的数量是如何变化的。
这对气氛意味着什么？
在今天的气氛中，周围有太多的硫酸，难以测量其他物质对形成新粒子有多大的贡献，对云层也是如此。 然而，我们使用CLOUD的新模拟结果表明，在几百年前的清洁气氛中，萜烯是非常重要的。 计算机模拟表明，应该增加工业清洁前工业大气中颗粒浓度的估计值，而我们对当前浓度的估计大部分是不变的。
在这个早期阶段很难做出准确的预测，因为并不是所有复杂的化学过程都能被理解。 然而，新的结果可能是重要的，因为在大气中更多的粒子意味着更多的反射云和更凉爽的气候。
污染掩盖气候变化
在过去的一个世纪里，由于大气中颗粒数量的增加而造成的冷却已经抵消了或者掩盖了由于二氧化碳含量增加而导致的一些变暖。 我们的模拟表明，这种额外的冷却可能不像以前想象的那么强大。
最近有 一直担心 当我们共同改善世界各地的空气质量时，通过向大气中释放更少的颗粒，我们也将减少颗粒充当云种子的能力并具有降温作用。
虽然我们的模拟仍然很不确定，但这个新过程的潜在重要性表明，当我们减少燃烧和其他来源的污染时，天然化合物可能再次变得更加重要。 通过帮助取代空气污染的云种子，树木可以帮助我们限制全球温度上升。
关于作者
Hamish Gordon，大气层科学研究员， 利兹大学
Cat Scott，大气科学研究员， 利兹大学
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