雖然它們很少，但它們很兇。

新的研究表明，小于50納米的空氣傳播顆?？梢约觿★L(fēng)暴，特別是在相對(duì)原始的地區(qū)，如亞馬遜雨林或海洋。在模擬中，這些微小顆粒的羽流使風(fēng)暴的強(qiáng)度增加了50%。

這種顆粒被稱為超細(xì)氣溶膠，可用于從自動(dòng)排放到野火煙霧到打印機(jī)碳粉的各種物質(zhì)。人們認(rèn)為這些氣溶膠太小而不能影響云的形成。但研究人員在1月26日的科學(xué)報(bào)告中指出，這項(xiàng)新工作表明它們可以在亞馬遜流域的水循環(huán)中發(fā)揮作用 - 這反過(guò)來(lái)又對(duì)地球的水文循環(huán)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

“我已經(jīng)研究過(guò)氣溶膠與風(fēng)暴的相互作用十年了，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)新研究的太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的大氣科學(xué)家Jiwen Fan說(shuō)。“這是我第一次從這些微小的氣溶膠中看到如此巨大的影響”。

已知大于100納米的較大氣溶膠顆粒，例如煙灰或黑碳，有助于種??子云。大氣中的水蒸氣凝結(jié)在這些顆粒上，稱為云凝結(jié)核，并形成微小的液滴。但水蒸氣不易在較細(xì)小的顆粒周圍凝結(jié)。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，空氣必須含有比形成云通常所需的更多的水蒸氣，達(dá)到非常高的過(guò)飽和狀態(tài)。

Fan說(shuō)，這種狀態(tài)很罕見(jiàn) - 通常還會(huì)有更大的氣溶膠形成水滴，從大氣中除去多余的水。但她表示，在背景空氣污染程度相對(duì)較低的潮濕地區(qū)，例如亞馬遜地區(qū)，過(guò)飽和度很常見(jiàn)。

從2014年到2015年，巴西和美國(guó)的研究機(jī)構(gòu)合作進(jìn)行了田間試驗(yàn)，以收集亞馬遜流域天氣和污染狀況的數(shù)據(jù)。作為實(shí)驗(yàn)的一部分，幾個(gè)觀測(cè)點(diǎn)追蹤了從馬瑙斯市穿過(guò)熱帶雨林的空氣污染。Fan說(shuō)，在炎熱潮濕的季節(jié)，雨林的大部分氣象條件，如溫度，濕度和風(fēng)向，每天都沒(méi)有什么差別。因此，通過(guò)的污染羽流代表了對(duì)系統(tǒng)的明顯的，可檢測(cè)的擾動(dòng)。

2014年3月至5月，國(guó)際小組檢查了其中一個(gè)站點(diǎn)的垂直風(fēng)運(yùn)動(dòng)或上升氣流和氣溶膠濃度數(shù)據(jù)。當(dāng)觀察站通過(guò)大量超細(xì)顆粒的氣溶膠時(shí)，研究人員觀察到相應(yīng)的，更強(qiáng)大的垂直風(fēng)運(yùn)動(dòng)和更大的雨水。這種上升氣流加劇了風(fēng)暴，有助于推動(dòng)更強(qiáng)的循環(huán)。

接下來(lái)，研究人員對(duì)2014年3月17日發(fā)生的實(shí)際風(fēng)暴進(jìn)行了模擬，以匹配其溫度，風(fēng)和水蒸氣條件，以及大氣中低水平的背景氣溶膠。然后，該團(tuán)隊(duì)介紹了幾種與風(fēng)暴相互作用的污染情景，包括沒(méi)有羽流和馬瑙斯大都市的典型羽流。結(jié)果表明，特別是超細(xì)氣溶膠顆粒不僅在亞馬遜盆地作為云凝結(jié)核，而且氣溶膠產(chǎn)生的水滴顯著增強(qiáng)了聚集風(fēng)暴。

如果條件合適，這種羽狀物中超細(xì)顆粒的絕對(duì)豐度將迅速產(chǎn)生大量的云滴。這些液滴的形成也會(huì)突然釋放大量潛熱 - 當(dāng)物質(zhì)從蒸氣變?yōu)橐后w時(shí)釋放到大氣中。熱量會(huì)上升，產(chǎn)生上升氣流并迅速加強(qiáng)風(fēng)暴。

除了亞馬遜之外，范指出，這種原始，潮濕的環(huán)境也可能存在于大片的海洋中。最近在“ 地球物理研究快報(bào)”上發(fā)表的一項(xiàng)研究表明，她發(fā)現(xiàn)了良好行駛的航道之間的聯(lián)系，這些航道將包含豐富的廢氣，包括超細(xì)氣溶膠，以及雷擊的增加。“這種機(jī)制可能在那里發(fā)揮作用，”她說(shuō)。

西雅圖華盛頓大學(xué)的大氣科學(xué)家喬爾桑頓(Joel Thornton)領(lǐng)導(dǎo)了關(guān)于運(yùn)輸廢氣的研究，他說(shuō)超細(xì)顆粒可能在這種情況下發(fā)揮作用。“這篇論文的作用是增加了需要對(duì)大氣超細(xì)顆粒的來(lái)源和命運(yùn)進(jìn)行更深入，更準(zhǔn)確的理解的風(fēng)險(xiǎn)，”桑頓說(shuō)。

德國(guó)萊比錫大學(xué)的氣象學(xué)家Johannes Quaas沒(méi)有參與這兩項(xiàng)研究，他對(duì)此表示贊同。“這是一個(gè)非常有趣的假設(shè)。”

但Quaas補(bǔ)充說(shuō)，新研究中描述的觀察結(jié)果并未明確證明超細(xì)氣溶膠單獨(dú)驅(qū)動(dòng)上升氣流。天氣條件可能每天都顯得高度一致，但這種系統(tǒng)仍然非?；靵y。他指出，從風(fēng)到溫度到地表如何與入射的太陽(yáng)輻射相互作用的一切都可能是變化的。“實(shí)際上，不只是氣溶膠會(huì)發(fā)生變化。”