科学家表示，微塑料可能正在进入云层并影响天气

云以多种方式影响地球的天气和气候。新的研究表明，微塑料颗粒的存在可能会改变这些过程。

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当水蒸气（大气中的一种看不见的气体）粘附到微小的漂浮颗粒（例如灰尘）上并变成液态水滴或冰晶云时，就会形成云 /u>.在一项新发表的研究中，我们表明微塑料颗粒可以产生相同的效果，在比不含微塑料的水滴高 5 至 10 摄氏度（9 至 18 华氏度）的温度下产生冰晶。

这表明空气中的微塑料可能会在原本不会形成的条件下产生云，从而影响天气和气候。

我们是大气化学家，研究不同类型的颗粒与液态水接触时如何形成冰。这个在大气中不断发生的过程称为成核。

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大气中的云可以由液态水滴、冰粒或两者的混合物组成。在中高层大气的云层中，温度在 32 到负 36 华氏度（0 到负 38 摄氏度）之间，冰晶通常在来自干燥土壤的矿物尘埃颗粒或生物颗粒（例如花粉或细菌）周围形成。

微塑料的宽度不到 5 毫米，大约相当于铅笔橡皮的大小。有些是微观的。科学家们在南极深海、珠穆朗玛峰峰顶和南极新雪中发现了它们。由于这些碎片非常小，因此可以轻松在空气中运输。

为什么这很重要

云中的冰对天气和气候具有重要影响，因为大多数降水通常以冰粒开始。

世界各地非热带地区的许多云顶延伸到大气中足够高，冷空气导致部分水分冻结。然后，一旦冰形成，它就会从周围的液滴中吸收水蒸气，并且晶体会变得足够重而掉落。如果冰不形成，云层往往会蒸发，而不是导致降雨或降雪。

虽然孩子们在小学时就知道水在 32 华氏度 (0 摄氏度) 时会结冰，但事实并非总是如此。如果没有灰尘颗粒等可成核的物质，水在结冰之前可以过冷至低至负 36 华氏度（负 38 摄氏度）的温度。

为了在较高的温度下发生冻结，水滴中需要存在某种不溶于水的物质。该颗粒提供了可以形成第一个冰晶的表面。如果存在微塑料，它们可能会导致冰晶形成，从而可能增加降雨或降雪。

云还以多种方式影响天气和气候。它们将入射的阳光反射离开地球表面，从而产生冷却效应，并吸收一些从地球表面发出的辐射，从而产生变暖效应。

反射的阳光量取决于云中含有多少液态水和冰。如果与液态水滴相比，微塑料增加了云中冰粒的存在，这种变化比例可能会改变云对地球能量平衡的影响。

我们如何开展工作

为了了解微塑料碎片是否可以作为水滴的核，我们使用了大气中最常见的四种塑料：低密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。每一种都在原始状态和暴露于紫外线、臭氧和酸后进行了测试。所有这些都存在于大气中，并可能影响微塑料的成分。

我们将微塑料悬浮在小水滴中，并缓慢冷却水滴以观察它们何时冻结。我们还分析了塑料碎片的表面以确定其分子结构，因为冰成核可能取决于微塑料的表面化学。

对于我们研究的大多数塑料，50% 的液滴在冷却至负 8 华氏度（负 22 摄氏度）时已冻结。这些结果与加拿大科学家最近的另一项研究结果相似，他们也发现某些类型的微塑料在比不含微塑料的水滴更高的温度下使冰成核。

暴露于紫外线辐射、臭氧和酸往往会降低颗粒上的冰核活性。这表明冰成核对微塑料颗粒表面的微小化学变化很敏感。然而，这些塑料仍然会形成冰核，因此它们仍然会影响云中冰的数量。

尚不知道什么

为了了解微塑料如何影响天气和气候，我们需要知道它们在云层形成的海拔高度的浓度。我们还需要了解微塑料与其他可能使冰成核的颗粒（例如矿物尘埃和生物颗粒）相比的浓度，以确定微塑料是否以可比的水平存在。这些测量将使我们能够模拟微塑料对云形成的影响。

塑料碎片有多种尺寸和成分。在未来的研究中，我们计划使用含有增塑剂和着色剂等添加剂的塑料，以及更小的塑料颗粒。

研究简介是关于有趣的学术工作的简短描述。

这篇编辑过的文章是在知识共享许可下从The Conversation重新发布的。阅读原始文章。