云在全球气候中扮演着重要角色 。 它将阳光反射回太空 ， 并控制着降雨 ， 对地球的辐射平衡和气候具有重要影响 。
云的形成需要凝结核 ， 而海洋生物大量排放的二甲基硫醚 (DMS; CH3SCH3)是气溶胶粒子产生和成长的主要前体 ， 能够帮助形成云 。
美国威斯康星大学麦迪逊分校、美国国家海洋和大气管理局等机构完成的一项新研究表明 ， 海洋排出的DMS中超过三分之一无法帮助云形成 ， 这是因为一些DMS因已有的云而“消失” 。
这项新发现大大改变了人们对海洋生物如何影响云的普遍理解 ， 并可能改变科学家预测云形成如何响应海洋变化的方式 。
【云的产生有赖于海洋生物，但已有的云会阻碍新云的形成】
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DC-8 研究飞机飞过海洋边界层时的视图
相关研究于10月12日在知名学术期刊《美国科学院院报》上发表 ， 论文标题为“Rapid cloud removal of dimethyl sulfide oxidation products limits SO2 and cloud condensation nuclei production in the marine atmosphere”（云中二甲基硫醚氧化产物的快速除去限制了海洋大气中SO2和云凝结核的产生） 。
“人们很早就知道许多海洋浮游生物可以有效率地产生DMS ， 然后将其作为气体排放到大气中 。 一般认为 ， DMS 在大气中被氧化成硫酸 ， 导致原始海洋环境中新粒子的成核 ， 最终长大到足以使云成核的粒子大小 。 这代表了海洋生物学和云物理学之间的迷人联系 。 这是一个简洁的故事……然而 ， 将 DMS与硫酸相联系的很多化学反应此前都是未知的 。 这就是我们研究的所在 。 ”该论文通讯作者、华盛顿大学麦迪逊分校化学教授Timothy Bertram接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）采访人员采访时表示 。
DMS的海洋排放是大气中还原硫的最大天然来源 。 DMS的氧化最终导致硫酸和甲磺酸的产生 ， 这有助于气溶胶颗粒的形成和生长 。
由于对全部DMS的氧化产物的直接观察有限 ， 这使得解释全球二氧化硫产量估计值（31%至98%）的巨大变化具有挑战性 ， 而SO2 是硫酸盐气溶胶的直接前体 。 全球模型中 DMS 氧化的不完整表征 ， 则导致了DMS 排放对云凝结核和气候影响估计的不确定性 。
之前 ， 研究者发现 ， DMS变成硫酸的过程中首先会氧化变成 HPMTF ， 这是一种之前未被认识的分子 。
“发表在《美国科学院院报》的第一篇论文(Veres等人 ， 2020)中 ， 研究小组使用全球飞机观察 ， 表明DMS氧化的教科书图片是不正确的 ， 单分子异构化化学导致形成了的稳定中间体——HPMTF 。 那篇论文通过观察指出了这一点 ， 但当时我们不知道HPMTF到哪去了 。 ” Bertram表示 。
“这篇新论文中 ， 我们使用一系列飞机测量和全球模型定量地表明 ， 这种稳定的中间体(HPMTF)被云除去了 。 ”
此项研究中 ， 研究团队使用美国宇航局装载仪器的飞机DC-8 ， 在晴朗天空开阔海面上的云层中对这些化学物质进行详细测量 。
根据数据 ， 他们发现HPMTF很容易溶解到现有的云的水滴中 ， 从而永久地从云核化过程（核化过程是指形成云雾质粒的过程）中除掉了硫 。 硫的损失降低了小颗粒的形成率 ， 从而降低了云核本身的形成率；而在没有云的地方 ， 更多的HPMTF就能留存下来变成硫酸 ， 帮助形成新的云 。
研究者使用一个大型全球海洋大气化学模型来解释这些测量结果 ， 他们发现 ， DMS中的硫36%按照上述方式流失到云中 ， 另外15%会通过其他过程流失 。 因此 ， 海洋浮游生物释放的硫中 ， 只有不到一半能帮助形成云团 。
“从本质上讲 ， 这种新化学物质（HPMTF）关闭了硫酸和成核的道路 。 除了该化学物质之外 ， 这篇论文的酷炫之处在于 ， 我们可以使用飞机观测来量化分子在云中的损失率 ， 这是以前从未做过的事情 ， 大多数大气化学家都避开云在改变大气化学方面的作用 。这使我们能够关闭 HPMTF 形成和损失的预算 。 ”Bertram表示 。