Čestice u dimu od požara mogu smanjiti kvalitet vazduha i naštetiti ljudskom zdravlju. Dimni aerosoli takođe mogu uticati na vremenske prilike i klimu tako što menjaju formiranje oblaka i menjaju količinu sunčeve energije koja se reflektuje ili apsorbuje u atmosferi. U poređenju sa većim česticama koje se direktno emituju iz požara, formiranje i prisustvo ultrafinih čestica (UFP) je ranije bilo zanemareno, jer se smatralo da ih veće čestice brzo „pohvataju“.
Analizom merenja aviona i sprovođenjem detaljnih simulacija modela, tim istraživača je otkrio da su ultrafine čestice bile u izobilju u dimu iz požara vegetacije u regionu Amazona, a njihovo formiranje i opstanak su favorizovani. Štaviše, modeliranje visoke rezolucije pokazalo je da ove ultrafine čestice mogu intenzivirati olujne oblake i jaku kišu. Ovo istraživanje produbljuje naše razumevanje o tome kako požari vegetacije proizvode aerosole koji mogu uticati na vremenske prilike i klimatske promene.
Modeli zemaljskog sistema nisu razmatrali sekundarne UFP-ove formirane nukleacijom i rastom atmosferskih sastojaka koji nastaju hemijskom oksidacijom u dimu iz sagorele biomase, jer je prethodno razumevanje sugerisalo da je došlo do velikih gubitaka vrsta koje stvaraju jezgru u primarnim česticama dima. Suprotno ovom shvatanju, tim istraživača je identifikovao efikasne mehanizme nukleacije i rasta za sekundarne UFP-ove koji proizvode nukleirajuće vrste u dimu koje bi mogle da prevaziđu svoje gubitke u primarnim česticama dima i na taj način održe nukleaciju i dugoročno prisustvo mnogih UFP-a u dimu.
Očekuje se da će ovaj rad popuniti veliku prazninu u razumevanju procesa UFP-a i otvoriti nove granice istraživanja naglašavajući velike potencijalne uticaje UFP-a koji se formiraju u dimu od sagorevanja biomase na formiranje oblaka, razvoj kiše, kratkotrajno vreme uslovi i dugoročni klimatski uslovi koji su ranije bili zanemareni. Studija je objavljena u časopisu Jedna Zemlja.
Smatra se da je stvaranje novih čestica u dimu od požara vegetacije malo verovatno zbog velikih kondenzacionih i koagulacionih ponora koji sakupljaju sveže molekularne klastere u dimu. Analizom G-1 merenja gasa za praćenje dima acetonitrila i distribucije veličine čestica prikupljenih u amazonskoj prašumi, multiinstitucionalni tim istraživača identifikovao je obilje UFP-a prisutnih u dimu iz požara sveže vegetacije.
Koristeći detaljno regionalno modeliranje sa modelom za istraživanje i prognozu vremena u kombinaciji sa hemijom (VRF-Chem), oni su razjasnili ključne mehanizme koji objašnjavaju formiranje UFP-a u dimu biomase. Njihove analize sugerišu da, da bi se održale uočene koncentracije UFP-a i prevazišli veliki gubici nukleirajućih vrsta u primarnim aerosolima koji sagorevaju biomasu, emisije dimetil amina (DMA) sagorevanjem biomase moraju biti uključene u model.
Pored toga, stope emisije DMA, zajedno sa stopama hemijske proizvodnje sumporne kiseline i ekstremno niske isparljivosti organskih gasova u dimu, treba da se povećaju proporcionalno posmatranoj distribuciji veličine čestica u dimu.
Da bi simulirao uticaje UFP-a i većih čestica u dimu na oblake i padavine, tim je koristio raspodelu veličine čestica i profile higroskopnosti koje je simulirao VRF-Chem i pružio ih detaljnom modelu mikrofizike oblaka, nazvanom VRF sa spektralnom mikrofizikom oblaka. VRF fine rezolucije sa simulacijama mikrofizike spektralnog bin oblaka pokazao je da UFP-ovi mogu izazvati jaču oluju sa većim nakovnjem i većom kišom, dok veće čestice koje direktno emituju požari odlažu i potiskuju kišu.
