아마존 열대우림의 우기에는 오후에 폭우가 내리는 경우가 많습니다. 구름의 형성과 강수량은 수증기가 구름 방울로 응축될 수 있는 표면을 제공하는 구름 응축 핵이라고 불리는 공기 중의 작은 입자에 달려 있습니다. 그런데 이러한 클라우드 코어는 어디서 오는 걸까요? 독일, 브라질, 스웨덴, 중국의 국제 연구진은 강우가 정기적으로 구름 응축 핵으로 성장할 수 있는 나노입자의 폭발을 촉발한다는 사실을 발견했습니다.
과학자들은 ATTO(Amazon Alto Tower Observatory)에서 제공한 에어로졸 입자, 미량 가스 및 기상 조건에 대한 대량의 장기 데이터를 분석하여 이러한 결론에 도달했습니다. ATTO는 브라질 마나우스에서 북동쪽으로 약 150km 떨어진 아마존 열대우림 깊숙한 곳에 위치하고 있으며 첨단 장비와 325m 높이의 측정탑을 갖추고 있다. 독일과 브라질의 과학자들이 운영하고 있습니다.
현재 Nature Geoscience 저널에 게재된 이번 연구의 제1저자인 Luiz Machado는 "강우는 에어로졸 입자를 제거하고 대기에서 숲 캐노피로 오존을 도입합니다."라고 설명합니다. "오존은 식물에서 방출되는 휘발성 유기 화합물, 특히 테르펜을 산화시킬 수 있으며, 산화 생성물은 새로운 입자의 형성을 촉진하여 일시적인 나노입자 폭발을 일으킬 수 있습니다."
연구자들은 나노입자 농도가 숲 캐노피 위에서 가장 높았고 높이에 따라 감소한다는 것을 발견했습니다. 공동 저자이자 Max Planck Institute for Chemistry의 연구 그룹 리더인 Christopher Pöhlker는 다음과 같이 덧붙였습니다. "이러한 기울기는 우기 내내 지속되며, 이는 입자가 캐노피에서 지속적으로 형성되고 있음을 나타냅니다. 새로 형성된 입자는 위쪽으로 흐르고, 저휘발성 분자를 더 흡수하여 성장하고, 구름 응축 핵이 됩니다."
대기 중 천연 나노입자의 형성 및 성장에 관여하는 저휘발성 분자에는 이소프렌, 테르펜 및 식물에서 자연적으로 방출되고 공기 중 오존 및 수산기 라디칼에 의해 산화되는 기타 휘발성 유기 화합물의 산화에 의해 형성된 산소 및 질소 함유 유기 화합물이 포함됩니다.
이전 연구에서는 대류권 상부의 대류 구름에서 유출되는 새로운 입자의 형성을 감지했으며 새로 형성된 나노입자가 위쪽이 아닌 아래쪽으로 흐른다고 제안했습니다.
공동 저자이자 막스 플랑크 화학 연구소 소장인 울리히 포슐(Ulrich Pöschl)은 다음과 같이 결론을 내렸습니다. "우리의 연구 결과는 지역 및 지구 기후 모두에 중요한 아마존 열대 우림, 에어로졸, 구름 및 강수 사이의 상호 작용에 대한 과학적 이해의 패러다임 전환을 나타냅니다."
/ScitechDaily에서 편집됨