Микропластик способствует образованию облаков, что, вероятно, влияет на погоду и климат.

Облака образуются, когда водяной пар – невидимый газ в атмосфере – прилипает к мельчайшим плавающим частицам, таким как пыль, и превращается в жидкие капли воды или кристаллы льда.В недавно опубликованном исследовании мы показываем, что Частицы микропластика могут иметь тот же эффект, производящие кристаллы льда при температуре от 5 до 10 градусов Цельсия (от 9 до 18 градусов по Фаренгейту), что теплее, чем капли без микропластика.

Это говорит о том, что микропластик в воздухе может влиять на погоду и климат, создавая облака в условиях, в которых иначе они бы не образовались.

Мы атмосферный химики которые изучают, как различные типы частиц образуют лед при контакте с жидкой водой.Этот процесс, постоянно происходящий в атмосфере, называется нуклеацией.

Облака в атмосфере могут состоять из капли жидкой воды, частицы льда или смесь из двух.В облаках в средних и верхних слоях атмосферы, где температура составляет от 32 до минус 36 F (от 0 до минус 38 C), кристаллы льда обычно образуются вокруг частиц минеральной пыли из сухих почв или биологических частиц, таких как пыльца или бактерии.

Микропластик имеет ширину менее 5 миллиметров — размером с ластик на карандаше.Некоторые из них микроскопические.Ученые нашли их в Антарктические глубокие моря, вершина Эвереста и свежий антарктический снег.Поскольку эти фрагменты настолько малы, их можно легко перевозится по воздуху.

Почему это важно

Лед в облаках оказывает важное влияние на погоду и климат, поскольку большая часть осадков обычно начинается с частиц льда.

Вершины многих облаков в нетропических зонах по всему миру простираются настолько высоко в атмосферу, что холодный воздух заставляет часть их влаги замерзать.Затем, как только образуется лед, он вытягивает водяной пар из капель жидкости вокруг него, и кристаллы становятся достаточно тяжелыми, чтобы упасть.Если лед не образуется, облака имеют тенденцию испаряться, а не вызывать дождь или снегопад.

Хотя в начальной школе дети учат, что вода замерзает при температуре 32 F (0 C), это не всегда так.Без чего-либо, на чем можно было бы зародиться, например, частиц пыли, воды можно переохладить до температуры минус 36 F (минус 38 C), прежде чем он замерзнет.

Чтобы замерзание произошло при более высоких температурах, в капле должен присутствовать какой-то материал, который не растворяется в воде.Эта частица образует поверхность, на которой может образоваться первый кристалл льда.Если присутствуют микропластики, они могут вызвать образование кристаллов льда, что может привести к увеличению дождя или снегопада.

Облака также влияют на погоду и климат несколькими способами.Они отражают входящий солнечный свет от поверхности Земли, оказывая охлаждающее действие, и поглощают часть радиации, испускаемой поверхностью Земли, оказывая согревающее действие.

Количество отраженного солнечного света зависит от сколько жидкой воды по сравнению след в облаке.Если микропластик увеличит присутствие частиц льда в облаках по сравнению с каплями жидкой воды, этот коэффициент смещения может изменить влияние облаков на энергетический баланс Земли.

Как мы выполняли свою работу

Чтобы проверить, могут ли фрагменты микропластика служить ядрами для капель воды, мы использовали четыре наиболее распространенных типа пластика в атмосфере:полиэтилен низкой плотности, полипропилен, поливинилхлорид и полиэтилентерефталат.Каждый был протестирован как в первозданном состоянии, так и после воздействия ультрафиолета, озона и кислот.Все они присутствуют в атмосфере и могут повлиять на состав микропластика.

Мы суспендировали микропластик в маленьких каплях воды и медленно охладить капли, чтобы наблюдать, когда они замерзнут.Мы также проанализировали поверхность пластиковых фрагментов, чтобы определить их молекулярную структуру, поскольку зарождение льда может зависеть от химии поверхности микропластика.

Для большинства исследованных нами пластиков 50% капель замерзли к моменту охлаждения до минус 8 F (минус 22 C).Эти результаты аналогичны результатам другого недавнего исследования канадских ученых, которые также обнаружили, что некоторые виды микропластика образовывать лед при более высоких температурах чем капельки без микропластика.

Воздействие ультрафиолетового излучения, озона и кислот имело тенденцию к снижению активности зародышеобразования льда на частицах.Это говорит о том, что зарождение льда чувствительно к небольшим химическим изменениям на поверхности частиц микропластика.Однако эти пластики по-прежнему образуют зародыши льда, поэтому они все равно могут влиять на количество льда в облаках.

Что еще неизвестно

Чтобы понять, как микропластик влияет на погоду и климат, нам необходимо знать его концентрацию на высотах, где образуются облака.Нам также необходимо понять концентрацию микропластика по сравнению с другими частицами, которые могут образовывать лед, такими как минеральная пыль и биологические частицы, чтобы увидеть, присутствуют ли микропластики в сопоставимых уровнях.Эти измерения позволят нам смоделировать влияние микропластика на образование облаков.

Пластиковые фрагменты бывают разных размеров и составов.В будущих исследованиях мы планируем работать с пластиками, содержащими такие добавки, как пластификаторы и красители, а также с более мелкими пластиковыми частицами.

А Краткое исследование это краткий рассказ об интересной академической работе.