تاثیر قطرات باران بر اتمسفر

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از GizMag، ایروسل‌های موجود در اتمسفر از سه منبع اصلی حاصل می‌شوند. این ایروسل‌ها محصول انفجار آتشفشان، گرد و خاک صحرا و حاصل فعالیت‌های انسانی هستند.

اغلب سوزاندن زغال سنگ و نفت به عنوان بخشی از فعالیت‌های صنعتی موجب به وجود آمدن ایروسل می‌شود. ایروسل‌ها تاثیرات بی‌شماری را بر سپر محافظتی سیاره ما یعنی اتمسفر می‌گذارد. از جمله اجرای نقش یک کاتالیزور در واکنش‌های شیمیایی که به طور جدی باعث تضعیف اوزون استراتوسفری زمین می‌شود.

قطرات باران در هنگام ریزش، همانگونه که از میان هوا و مولکول‌های آن می‌گذرند، قادر به از بین بردن این ذرات مضر هستند. این فرآیند «لختگی» نام دارد. دراین پروسه، همانطور که در عکس زیر مشاهده می‌کنید، قطرات باران ایروسل‌های آلاینده را جذب می‌کنند و درون قطره به دام می‌اندازد که بدین ترتیب ذرات آلوده به منبع تولیدشان بازمی‌گردند.

می‌دانیم که راه‌حل کلیدی جذب یک ایروسل در بار الکتریکی قطره آب نهفته است، با این حال بار الکتریکی قطره باران به قدری کم است که بازسازی این پدیده در محیط آزمایشگاهی برای بررسی و مشاهده بسیار دشوار است.

دانشمندان در تلاش‌های قبلی برای مطالعه این پدیده، میزان رسانایی را 10 تا 100 برابر بیشتر از سطح نرمال در نظر می‌گرفتند. در حالی که چنین میزان غیرواقع‌بینانه‌ای از بار الکتریکی تنها در طول طوفان و رعد و برق شدید در طبیت دیده می‌شود. در نتیجه تمامی آزمایش‌ها و تعبیرات گذشته در زمینه پدیده لختگی با شکست مواجه شده‌اند.

محققان دانشگاه MIT با درس گرفتن از شکست‌های پیشین و اجتناب از چنین اشکالاتی از روش خلاقانه‌ای برای مشاهده این پدیده استفاده کردند.

آنها از یک اتاقک شیشه‌ای 9 دهم متری که به دانشمندان اجازه دست بردن در سایز و جریان قطرات را با به کار بردن یک نوار از جنس مواد رادیو اکتیو می‌داد، استفاده کردند. ایروسل‌ها به داخل محفظه شیشه‌ای پمپ می‌شدند و مجموعه‌ای از آزمایش‌ها با هدف اندازه‌گیری سایزهای مختلف و محیط قطرات باران در حال انجام بودند.

هنگامی که قطره باران از میان گاز ایروسلی می‌گذشت، تبخیر شده و سپس ذرات باقی مانده از یک طیف‌سنج جرمی عبور می‌کرد. این طیف‌سنج جرمی به پژوهشگران اجازه می‌داد تا میزان ذرات ایروسل به دام افتاده توسط قطره را بسنجند.

تیم پژوهشی کشف کرد که قطرات کوچک‌تر باران در شرایط جوی با رطوبت بالا بیشترین موفقیت را در جذب ذرات ایروسل دارند. در آینده نتایج تحقیقاتی مانند این به دانشمندان اجازه می‌دهد تا دقیق‌تر کیفیت هوا را پیش‌بینی کنند که مزیت‌های بی‌شماری در شهری مانند پکن که میلیون‌ها شهروندش زیر ابری از غبار و مواد آلاینده زندگی می‌کنند، دارد.

در مقیاس بزرگ‌تر نتیجه حاصل از این مطالعه می‌تواند به پاکسازی اتمسفر بر اساس آب باران کمک کند و همچنین در مدل‌های اقلیمی جهانی مورد نیز استفاده قرار گیرد.

مترم: هانا حیدری