海洋浮游生物產生的二甲基硫化物(DMS;CH₃SCH₃)是硫進入大氣的主要來源¹。其氧化產物包括硫酸(SA;H₂SO₄)和甲烷磺酸(MSA;CH₃SO₃H),在攝氏 10 度以下,MSA 的產率高於 SA²。雖然 SA 已知會驅動新氣膠的形成³,這些氣膠可能隨後成長並作為雲凝結核(CCN),但 MSA 的作用仍不明確⁴。

在此,我們在 CERN CLOUD(Cosmics Leaving OUtdoor Droplets)實驗室的模擬大氣條件下進行實驗,發現 MSA 在攝氏零下 10 度以下與氨(NH₃)一同凝結,其速率與 SA-NH₃ 相當。此外,MSA 和 SA 在攝氏零下 10 度以下會協同作用,形成含有 NH₃ 的多酸分子團簇。

即使在極低的 NH₃ 濃度下,MSA 在攝氏 9 度以上且相對濕度(RH)達到 40% 或以上時,也能以接近動力學極限的速度驅動氣膠成長。由於 MSA 和 SA 在涼爽的海洋區域通常以相似的濃度共存,我們的研究結果表明,與單獨使用 SA-NH₃ 相比,凝結速率可能加速高達十倍,成長速率高達兩倍。

我們的全球模型模擬顯示,MSA 可以增加 CCN 的濃度,尤其是在極區。我們提出,MSA 可能是在現今及工業化前涼爽、原始海洋區域中生物氣膠的重要驅動因素,但現有的全球氣候模型卻忽略了這一點⁵。

甲烷磺酸在氣膠凝結與成長中的作用甲烷磺酸在氣膠凝結與成長中的作用甲烷磺酸在氣膠凝結與成長中的作用甲烷磺酸在氣膠凝結與成長中的作用甲烷磺酸在氣膠凝結與成長中的作用甲烷磺酸在氣膠凝結與成長中的作用