Materia pyłowa a klimat

Materia pyłowa to mieszanina cząstek stałych i kropli cieczy występujących w powietrzu. Cząstki te wpływają na klimat, ponieważ w różnym stopniu absorbują promieniowanie słoneczne i mogą oddziaływać na formowanie się chmur.

Czarny węgiel, jak sugeruje nazwa, absorbuje światło najsilniej ze wszystkich składników materii pyłowej. Jest to produkt uboczny niekompletnego spalania paliw. Wyjaśnienie roli czarnego węgla w zmianie klimatu jest jednym z ważnych wyzwań, przed jakimi stoi społeczność badawcza. Jest także siłą napędową finansowanego przez UE projektu "Chemical and optical properties of black carbon particles" (CHEMBC).

Zespół projektu CHEMBC korzysta w swoim badaniu z nowoczesnego oprzyrządowania do pomiaru aerozoli i technik analizy danych. Spektrometria mas pojedynczej cząsteczki jest jedną z bardzo niewielu dostępnych metod pozwalających określić stan zmieszania czarnego węgla w środowiskach otaczających. Naukowcy badają źródła czarnego węgla i jego przetwarzanie chemiczne podczas transportu atmosferycznego, mające wpływ na jego zdolność do rozpraszania i absorpcji promieniowania słonecznego.

Dotychczas opracowali i zastosowali nowe techniki przetwarzania danych w celu przekształcania po raz pierwszy danych z analizy spektralnej mas w ilościowe informacje o składzie pojedynczej cząsteczki. Metoda ta pozwoliła na podział źródeł czarnego węgla w Paryżu, we Francji na świeżo emitowane źródła lokalne i cząstki starsze przetransportowane spoza miasta. Pierwsze w historii zastosowanie entropii informacji teoretycznych i zróżnicowanych metod do zbadania składu pojedynczej cząsteczki pozwoliło na dokonanie oceny ilościowej mieszania w skali od 0–100%.

Opracowano nowatorskie podejście do przetwarzania danych, pozwalające ocenić tendencję występujących w otoczeniu cząstek czarnego węgla do gromadzenia wody atmosferycznej w oparciu o dane z analizy spektralnej masowej pojedynczej cząsteczki. Konwencjonalnie, analiza stosowana jest względem aerozolu w dużej ilości. W projekcie CHEMBC po raz pierwszy oceniono skłonność każdej pojedynczej cząsteczki do formowania nowych chmur.

Projekt CHEMBC wnosi ważny wkład zarówno w dokładność modeli klimatycznych, jak i zdolność decydentów do podejmowania decyzji opartych na faktach. Rola czarnego węgla w klimacie stała się nieco jaśniejsza, a opracowane metody i techniki pozwolą rzucić więcej światła także na inne zjawiska związane z klimatem. Film wideo ukazujący działania projektu można obejrzeć pod adresem.