Қысқы түтін Азияның мега-қалаларын жаулап алған кезде, көшелердегі бөлшектер күтілгеннен де көп өлшенеді. Франкфурт Гёте университетінің, сондай-ақ Вена және Инсбрук университеттерінің зерттеушілерін қамтитын халықаралық топ азот қышқылы мен аммиак қосымша бөлшектердің пайда болуына ықпал ететінін анықтады. Азот қышқылы мен аммиак қала орталықтарында негізінен автокөліктердің пайдаланылған газдарынан пайда болады. Тәжірибе көрсеткендей, тар және жабық қала көшелеріндегі булардың жоғары жергілікті концентрациясы ұсақ нанобөлшектердің тұрақты аэрозоль бөлшектеріне айналуын тездетеді.
Адамдар көп қала орталықтарында қатты бөлшектердің концентрациясы денсаулыққа айтарлықтай әсер етеді. Әсіресе қыс айларында түтін көрінуді айтарлықтай төмендететін және тыныс алу қиындаған кезде Азияның көптеген мега-қалаларындағы жағдай күрт нашарлайды.
Диаметрі 2,5 микрометрден аз бөлшектер, негізінен, тікелей жану процестері арқылы түзіледі, мысалы, автомобильдерде немесе жылытқыштарда. Оларды бастапқы бөлшектер деп атайды. Бөлшектер ауада органикалық заттардан, күкірт қышқылынан, азот қышқылынан немесе аммиактан шыққан газдар ұсақ нанобөлшектерде конденсацияланған кезде екінші реттік бөлшектер түрінде де пайда болады. Олар бөлшектердің бір бөлігін құрайтын бөлшектерге айналады.
Мега-қалалардың тар көшелерінде қайталама бөлшектердің қалай жаңадан пайда болуы осы уақытқа дейін жұмбақ болатын. Есептеулер бойынша, ұсақ нанобөлшектер жаңа бөлшектерді түзбей, көп қол жетімді үлкенірек бөлшектерде жиналуы керек.
CLOUD халықаралық зерттеу жобасының ғалымдары қазір Женевадағы CERN бөлшектердің үдеткішіндегі климаттық камерада мега-қалалардың көшелерінде қалыптасқан жағдайларды қайта жасады және қайталама бөлшектердің түзілуін қайта құрды: тар және қаланың жабық көшелерінде ластаушы заттардың жергілікті өсуі байқалады. Ластаушы заттардың тұрақты емес таралуының себебі ішінара көше деңгейіндегі ластаушы заттардың жоғары шығарындыларына байланысты. Оның үстіне көше ауасы айналадағы ауамен араласқанша біраз уақыт қажет. Бұл екі ластаушы аммиак пен азот қышқылының көше ауасында уақытша шоғырлануына әкеледі. БҰТ тәжірибелері көрсеткендей, бұл жоғары концентрация екі ластаушы заттың нанобөлшектерге конденсациялануы мүмкін жағдайларды жасайды: аммоний нитраты конденсация өзектерінде бірнеше нанометрлік өлшемде пайда болып, бұл бөлшектердің жылдам өсуіне себепші болады.
"Біз бұл нанобөлшектердің бірнеше минут ішінде жылдам өсетінін байқадық. Олардың кейбіреулері күкірт қышқылы сияқты басқа ластаушы заттармен салыстырғанда жүз есе жылдам өседі, - деп түсіндіреді Франкфурт Гёте университетінің климат зерттеушісі профессор Йоахим Куртиус. «Адамдар көп жиналатын қала орталықтарында біз байқаған процесс сондықтан маңызды рөл атқарады. қысқы түтінде бөлшектердің түзілуіне қосқан үлесі - өйткені бұл процесс тек 5 градус Цельсийден төмен температурада ғана жүреді." Вена университетінің аэрозоль физигі Пол Винклер былай деп қосты: "Жағдайлар жылы болған кезде бөлшектер тым ұшқыш болады. өсуге үлес қосыңыз."
Амиак пен азот қышқылынан аэрозоль бөлшектерінің түзілуі тек қалаларда және адамдар көп шоғырланған жерлерде ғана емес, кейде атмосфералық биіктікте де орын алуы мүмкін. Негізінен мал шаруашылығынан және басқа да егіншіліктен бөлінетін аммиак тропосфераның жоғарғы қабатына терең конвекция арқылы жерге жақын жерден көтерілетін ауа пакеттерінен түседі, ал найзағай ауадағы азоттан азот қышқылын түзеді. Инсбрук университетінің ион физигі Армин Гансель климатқа қатысты зерттеу нәтижелерінің өзектілігін көрсете отырып, «Онда басым төмен температурада аммиак селитрасының жаңа бөлшектері пайда болады, олар конденсация тұқымдары ретінде бұлттың пайда болуында рөл атқарады», - деп түсіндіреді.
CERN-дегі БҰТ (Ғарыш тамшыларын қалдыратын ғарыш) эксперименті атмосферада прекурсорлық газдардан жаңа аэрозоль бөлшектерінің қалай пайда болатынын және конденсация тұқымдарына айналуын зерттейді. БҰТ осылайша бұлттар мен бөлшектердің пайда болуы туралы іргелі түсінік береді. CLOUD 21 институттан тұратын халықаралық консорциуммен жүзеге асырылады. CLOUD өлшеу камерасы CERN ноу-хауымен әзірленген және өте дәл анықталған өлшеу шарттарына қол жеткізеді. БҰТ тәжірибелері бөлшектер мен газдардан тұратын атмосфераның физикалық және химиялық жағдайларын сипаттау үшін әртүрлі әртүрлі өлшеу құралдарын пайдаланады. CLOUD жобасында Франкфурт Гёте университетінің Атмосфера және қоршаған орта институтының қызметкері Йоахим Куртиус басқаратын топ американдық компания қаржыландыратын жобалардың бір бөлігі ретінде аммиак пен күкірт қышқылы сияқты микрогаздарды тіпті ең аз концентрацияларда анықтау үшін екі масс-спектрометрді әзірлеп, басқарады. BMBF және ЕО. Вена университетінің физика факультетінде Пол Винклер бастаған топ ERC жобасының бір бөлігі ретінде бөлшектерді өлшейтін жаңа құрылғы жасауда. Құрылғы 1-ден 10 нанометрге дейінгі тиісті өлшем диапазонында аэрозоль динамикасын сандық зерттеуге мүмкіндік береді. Инсбрук университетінің Иондық физика және қолданбалы физика институтының қызметкері Армин Гансель өзінің зерттеу тобымен бірге CLOUD экспериментіндегі микрогаздарды анағұрлым сезімтал талдауға мүмкіндік беретін жаңа өлшеу процедурасын (PTR3-TOF-MS) әзірледі. FFG жобасы.
