Добавить новость
smi24.net
News in English
Сентябрь
2023

How Trees Influence Cloud Formation

0

As part of the international CLOUD project at the nuclear research centre CERN, researchers at PSI have identified so-called sesquiterpenes – gaseous hydrocarbons that are released by plants – as being a major factor in cloud formation. This finding could reduce uncertainties in climate models and help make more accurate predictions. The study has now been published in the journal Science Advances

According to the latest projections of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), the global climate will be 1.5 to 4.4 degrees Celsius warmer than pre-industrial levels by 2100. This figure is based on various scenarios describing how anthropogenic greenhouse gas emissions may develop in the future. So in the best case, if we manage to curb emissions quickly and radically, we can still meet the 1.5 degree target of the Paris Agreement. In the worst case, we will end up far above that. However, such projections are also subject to some uncertainty. In the worst-case scenario, for example, with emissions continuing to increase sharply, the rise in temperature could be as low as 3.3 or as high as 5.7 degrees Celsius, rather than 4.4 degrees.

These uncertainties in predicting how temperatures will change as a result of concrete developments in greenhouse gas emissions are essentially due to the fact that scientists do not yet fully understand all the processes that occur in the atmosphere – the interactions between the various gases and aerosols in it. Establishing them is the aim of the CLOUD project (Cosmics Leaving Outdoor Droplets), an international collaboration between atmospheric researchers at the CERN nuclear research centre in Geneva. PSI helped to build the CLOUD chamber and is a member of the project’s steering committee.

The mystery of cloud formation 

Particularly the way in which cloud cover will develop in the future remains largely nebulous for the time being. However, this is a key factor in predicting the climate because more clouds reflect more solar radiation, thus cooling the earth’s surface.

To form the droplets that make up clouds, water vapour needs condensation nuclei, solid or liquid particles on which to condense. These are provided by a wide variety of aerosols, tiny solid or liquid particles between 0.1 and 10 micrometres in diameter, which are produced and released into the air both by nature and by human activity. These particles can include salt from the sea, sand from the desert, pollutants from industry and traffic, or soot particles from fires, for example. However, about half the condensation nuclei are actually formed in the air when different gaseous molecules combine and turn into solids, a phenomenon that experts call “nucleation” or “new particle formation” (NPF). To begin with, such particles are tiny, barely larger than a few nanometres, but over time they can grow through the condensation of gaseous molecules and then serve as condensation nuclei.

Greenhouse gases that you can smell

The main anthropogenic gas that contributes to the formation of particles is sulphur dioxide in the form of sulphuric acid, mainly from burning coal and oil. The most important natural gases involved are so-called isoprenes, monoterpenes and sesquiterpenes. These are hydrocarbons that are mainly released by the vegetation. They are key components of the essential oils that we smell when, for example, grass is cut or we go for a walk in the woods. When these substances oxidise, i.e. react with ozone, in the air they form aerosols.

“It should be noted that the concentration of sulphur dioxide in the air has decreased significantly in recent years due to stricter environmental legislation and it will continue to decrease,” says Lubna Dada, an atmospheric scientist at PSI. “The concentration of terpenes, on the other hand, is increasing because plants release more of them when they experience stress – for example when there is an increase in temperatures and extreme weather conditions and vegetation is more frequently exposed to droughts.” The big question for improving climate predictions is therefore which of the factors will predominate, leading to an increase or a decrease in cloud formation. To answer this, one would need to know how each of these substances contributes to the formation of new particles. A great deal is already known about sulphuric acid, and the role of monoterpenes and isoprene is now also understood better thanks to measurements in the field and chamber experiments like CLOUD, in which PSI has been involved.

Sesquiterpenes are rare but effective

Until now, sesquiterpenes have not been a focus of research. “This is because they are quite difficult to measure,” explains Dada. “Firstly because they react very quickly with ozone, and secondly because they occur much less frequently than the other substances.” Around 465 million tonnes of isoprene and 91 million tonnes of monoterpenes are released every year, whereas sesquiterpenes account for just 24 million tonnes. Nevertheless, the new study, of which Dada is the lead author, has shown that these compounds play an important role in cloud formation. According to the measurements, they form ten times more particles than the other two organic substances at the same concentration.

To determine this, Dada and her coauthors used the unique CLOUD chamber at the European Organisation for Nuclear Research, CERN. The chamber is a sealed room in which different atmospheric conditions can be simulated. “At almost 30 cubic metres, this climate chamber is the purest of its kind worldwide,” says Dada. “So pure that it allows us to study sesquiterpenes even at the low concentrations recorded in the atmosphere.”

This was precisely what the study set out to do. It was designed to simulate biogenic particle formation in the atmosphere. More specifically, researchers were interested in studying pre-industrial times, when there were no anthropogenic sulphur dioxide emissions. This allows the effect of human activities to be determined more clearly and projected into the future. However, anthropogenic sulphur dioxide has long since become ubiquitous in nature. This is another reason why only the CLOUD chamber was viable. It also allows a pre-industrial mixture to be produced under controlled conditions.

Persistent particles lead to more clouds

The experiments revealed that the oxidation of a natural mixture of isoprene, monoterpenes and sesquiterpenes in pure air produces a large variety of organic compounds– so-called ULVOCs (Ultra-Low-Volatility Organic Compounds). As the name suggests, these are not very volatile and therefore form particles very efficiently, which can grow over time to become condensation nuclei. The enormous effect of sesquiterpenes was revealed when the researchers added sesquiterpenes into the chamber with a suspension of only isoprenes and monoterpenes. Even adding just two percent doubled the rate of new particle formation. “This can be explained by the fact that a sesquiterpene molecule consists of 15 carbon atoms, while monoterpenes consist of only ten and isoprenes only five,” says Dada.

On the one hand, the study reveals another mean by which vegetation can influence the weather and climate. Above all, however, the research results suggest that sesquiterpenes should be included as a separate factor in future climate models, alongside isopren and monoterpenes, to make their predictions more accurate. This is particularly true in light of the decrease in atmospheric sulphur dioxide concentrations and the simultaneous increase in biogenic emissions as a result of climate stress, meaning that the latter is likely to become increasingly important for our future climate. However, other studies are also needed to further improve cloud formation predictions. These are already being planned at the Laboratory for Atmospheric Chemistry. “Next,” says Imad El Haddad, Group Leader for Atmospheric Molecular Processes, “we and our CLOUD partners want to investigate what exactly happened during industrialisation, when the natural atmosphere became increasingly mixed with anthropogenic gases such as sulphur dioxide, ammonia and other anthropogenic organic compounds.”

Text: Jan Berndorff








Опасная сторона загара: дерматолог Энгельгардт о последствиях для кожи

От мечты до признания: владелец Yasmin Bodrum Resort получил премию Fashion Summer Awards 2025

День текилы в Waldorf Astoria Seychelles Platte Island

Как мусульмане Карабаха хотели креститься по обряду Армянской церкви


OpenAI warns that its new ChatGPT Agent has the ability to aid dangerous bioweapon development

The anti-DEI movement has a new ally: The FCC

American firms in China report record-low new investment plans for 2025, and doubts about their profitability

Jerome Powell is gaining some key backing on Capitol Hill from GOP senators


Проазербайджанский агент Сергей Марков в оккупированном Шуши восхищается Алиевым, пока тот унижает Россию: намечается новый «иноагент»?

Ученый с мировым именем никогда не прерывал связи с родным Арцахом. К 120-летию рождения академика Андроника Иосифьяна

«Путь к вершинам»: вдохновляющий проект для детей и подростков с ограниченными возможностями здоровья в Приэльбрусье

На пожаре в частном доме обнаружили тела мужчины и женщины


The origin of 'AI Appreciation Day' isn't what you think: It was started by an Elon Musk admirer who camped outside of SpaceX Starbase for a year hoping to talk to the billionaire about AI regulation

Destiny 2 Phoneutria Fera god roll guide: Best perks, barrels, and magazines

В демоверсию Silver Palace можно будет поиграть 3 августа в Китае

В Pokémon TCG Pocket обновится система торговли карточками



В Москве пенсионер засудил юристов на полмиллиона рублей

Овечкин раздал автографы на "коробке" своего детства в Москве

Аэропорт Пулково будет принимать авиарейсы из Москвы на фоне ограничений

Один человек погиб и несколько пострадали в аварии с BMW и "Газелью" в Москве


Тренер Семин заявил, что арбитр Казарцев судил матч "Спартака" по-футбольному

Полное разочарование: правдивый отзыв о Дагестане

Диагноз смертельный. Или нет? Ошибки врачей едва не доконали звёзд

Московское «Динамо» потеряло очки в первом матче сезона с новичком РПЛ


Тренер Семин заявил, что арбитр Казарцев судил матч "Спартака" по-футбольному

Посол оценил вероятность столкновения Румынии и миротворцев в Приднестровье

Шереметьево и Внуково сняли ограничения на полеты после введения мер безопасности

Интересные каналы в Telegram. Лучшие каналы в Telegram.


Александрова покинула турнир в Гамбурге, не дойдя до полуфинала.

Выигравшая Уимблдон Кудерметова отказалась менять спортивное гражданство

Пройдёт ли россиянка в полуфинал турнира в Гамбурге? Александрова — Бондарь: прогноз и ставка

Шаповалов одержал победу на теннисном турнире в Лос-Кабосе.


Тренер Семин заявил, что арбитр Казарцев судил матч "Спартака" по-футбольному

Алексей Тузов для китайские-автомобили.рф: Китайская рулетка – выбери авто, потеряющее в первый год эксплуатации 20%, а не 40%

«Мигрантская зараза»: Депутаты нагнетают или есть повод для паники?

Посол оценил вероятность столкновения Румынии и миротворцев в Приднестровье


Музыкальные новости

Сергей Шнуров удивил поклонников своим поведением в Костроме

Стало известно о рассмотрении жалобы покупательницы квартиры Долиной

Самойлов сравнил Европу и Россию: «С волками жить — по-волчьи выть»

«Подверг опасности»: за что Волочкова никогда не простит бывшего мужа Вдовина


Овечкин раздал автографы на "коробке" своего детства в Москве

Аэропорт Пулково будет принимать авиарейсы из Москвы на фоне ограничений

В Москве пенсионер засудил юристов на полмиллиона рублей

Температура морской воды на крымских пляжах, 20 июля


Суд признал долг Елены Блиновской перед Сбером по кредиту в 13 млн рублей на ресторан в Красноярске

Прогноз погоды на сегодня, 20 июля

Мишустин запретил лямки и адаптеры для детей в машинах — только автокресла

На официальном сайте Главного управления Росгвардии по Московской области запущена интерактивная кнопка "Хочу служить в Росгвардии"


Алексей Тузов для китайские-автомобили.рф: Китайская рулетка – выбери авто, потеряющее в первый год эксплуатации 20%, а не 40%

Один человек погиб и четверо пострадали в результате ДТП в Москве

Один человек погиб и четверо пострадали в ДТП с «Газелью» и BMW в Москве

Один человек погиб и несколько пострадали в аварии с BMW и "Газелью" в Москве


Путин поделился новостями о развитии производства на "АвтоВАЗе"

Министр иностранных дел Германии сделал смелое заявление о Путине и Трампе.

На следующей неделе Путин сосредоточится на развитии военно-морского флота.

Политолог Рар: при встрече Путина и Трампа в КНР США откажутся от ультиматумов




«Вы беременная, уходите»: почему Тодоренко не пустили к сыну на рентген

Медик предупреждает о рисках солнечных ожогов для детей.

За жизнь пострадавшего при атаке ВСУ 17-летнего воронежца врачи боролись 10 часов

"Сапсан" отрезал ногу: зацепер стал инвалидом из-за опасного хобби


"Неприятно об этом говорить": Кличко сделал заявление о Зеленском

Кличко заявил о неприязни к разговорам о Зеленском

«Это неумно». Кличко обвинил Зеленского в том, что он не контактирует с ним

Зеленский предложил встретиться в Стамбуле на следующей неделе


Гагарина, ASTI, Лазарев. Москва встречает грандиозный музыкальный фестиваль

Овечкин рассказал об открытии в Москве музея в честь своего рекорда в НХЛ

Спартак" с Мартинсом против "Динамо" Махачкала: стартовые составы дерби РПЛ на "Лукойл Арене

Собянин: Более 2,3 тысячи шахматных кружков работают в Москве



Собянин: Более 2,3 тысячи шахматных кружков работают в Москве

Собянин: уничтожен еще один беспилотник, атаковавший

Собянин сообщил о сбитых силами ПВО 15 летевших на Москву дронах ВСУ

Собянин сообщил, что во время атаки на Москву уничтожен еще один дрон


Вильфанд связал приход тропических ливней в Москву с изменением климата

Максим Ликсутов: Московская промышленность ...

Эксперт объяснил последствия проглатывания осы.

Вильфанд раскрыл причины тропических ливней в столице


Росавиация: Шереметьево будет согласовывать прием и отправку рейсов с властями

Шереметьево и Внуково сняли ограничения на полеты после введения мер безопасности

Интересные каналы в Telegram. Лучшие каналы в Telegram.

Алексей Тузов для китайские-автомобили.рф: Китайская рулетка – выбери авто, потеряющее в первый год эксплуатации 20%, а не 40%


Органами прокуратуры в сфере надзора за исполнением законодательства при реализации национальных проектов в первом полугодии 2025 года выявлено более тысячи нарушений

Прокуратура подсчитала риски нацпроектов в Архангельской области

Собянин: Первый участок Рублево-Архангельской линии метро полностью пройден

Архангельская область - не самое перспективное место для трудоустройства


"Гранд сервис экспресс" сообщил о задержках 12 поездов в Крым

Информация о задержке поездов в Крым и обратно

Уважаемые пассажиры!. Сегодня в пути следования задерживаются поезда

Гранд Сервис Экспресс: задерживаются пять поездов в Крым и семь из Крыма


Посол оценил вероятность столкновения Румынии и миротворцев в Приднестровье

Авиарейсы из Пскова в Калининград, Москву и Минводы 20 июля отменены

Смертельный удар в горах: молния убила пастуха и стадо в Карачаево-Черкессии

Война с Азербайджаном. Чиновники действовали против России. Разбора полётов так и не случилось














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *