กรดไนตริกและไอระเหยของแอมโมเนียสามารถควบแน่นบนอนุภาคละอองใหม่และเร่งการเติบโตอย่างรวดเร็ว การทดลอง CLOUD (Cosmics Leaving Outdoor Droplets) ที่ CERN พบ นักวิจัยกล่าว ซึ่งอาจอธิบายหมอกควันที่สามารถปกคลุมมหานครได้ในวันที่อากาศหนาว และให้หลักฐานว่าจำเป็นต้องมีการควบคุมการปล่อยแอมโมเนียจากยานพาหนะและแหล่งอื่นๆ ที่เข้มงวดยิ่งขึ้น
หมอกควันในเมืองฤดูหนาวเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคมลพิษ
ก่อตัวและก่อตัวขึ้นในอากาศเย็นทั้งในและนอกเมืองที่ติดอยู่ใต้อากาศอุ่นที่ระดับความสูงที่สูงขึ้น การผกผันของอุณหภูมินี้จะยับยั้งการพาความร้อน ป้องกันการกระจายตัวของมลพิษทางอากาศ แต่การที่อนุภาคใหม่เหล่านี้ยังคงก่อตัวขึ้นยังคงเป็นปริศนา เนื่องจากทฤษฎีแนะนำว่าควรกำจัดอนุภาคที่มีอยู่ก่อนซึ่งมีความเข้มข้นสูงในอนุภาคเหล่านี้อย่างรวดเร็ว
“เมื่อมีหมอกควันในฤดูหนาว เราเห็นอนุภาคใหม่ๆ ก่อตัวขึ้นอย่างต่อเนื่อง และสิ่งเหล่านี้ทำให้เมฆหนาขึ้นและทึบแสงมากขึ้น” แจสเปอร์ เคิร์กบี หัวหน้าแผนกทดลอง CLOUD อธิบาย “ไม่เข้าใจว่าอนุภาคเหล่านี้สามารถก่อตัวได้อย่างไร เพราะทันทีที่อนุภาคขนาดเล็กก่อตัวขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีมลพิษสูง มันก็จะชนกับอนุภาคที่มีอยู่ก่อนแล้วและโดยพื้นฐานแล้วจะถูกลบออกจากการสร้างอนุภาคใหม่”
การทดลอง CLOUD สามารถจำลองบรรยากาศที่ใดก็ได้ในโลกในห้องพิเศษที่สะอาดเป็นพิเศษ ได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจสอบผลกระทบของรังสีคอสมิกที่มีต่อละอองลอย หยดเมฆ และการก่อตัวของเมฆ โดยใช้ประโยชน์จากโปรตอนซิงโครตรอนของ CERN ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดรังสีคอสมิกที่ปรับได้ แต่สามารถใช้สำรวจกระบวนการในชั้นบรรยากาศอื่นๆ ได้
การทดลองระบบคลาวด์ในผลงานล่าสุดที่ตีพิมพ์
ในนิตยสารNatureเคิร์กบีและคณะได้เลียนแบบช่วงของสภาวะบรรยากาศตามแบบฉบับของเมืองใหญ่ที่มีมลพิษ เพื่อตรวจสอบบทบาทของแอมโมเนียและกรดไนตริกในการสร้างอนุภาค พวกเขาเปลี่ยนอุณหภูมิของห้องจาก 20°C เป็น −25°C และปรับระดับของกรดซัลฟิวริก แอมโมเนีย และกรดไนตริก ตลอดจนสารตั้งต้นอะโรมาติก เพื่อให้ครอบคลุมช่วงทั่วไปของเมืองใหญ่ที่มีมลพิษ
พวกเขาพบว่าที่อุณหภูมิต่ำ ต่ำกว่า 5 °C กรดไนตริกและไอระเหยของแอมโมเนียสามารถควบแน่นบนอนุภาคนิวเคลียสใหม่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงไม่กี่นาโนเมตร เนื่องจากไอระเหยเหล่านี้มีปริมาณมาก อัตราการเติบโตของอนุภาคจึงสูงมาก โดยสูงถึง 100 นาโนเมตรต่อชั่วโมง สิ่งนี้จะเร่งความเร็วอนุภาคผ่านสิ่งที่เรียกว่า “หุบเขามรณะ” ซึ่งอนุภาคขนาดเล็กมากมักจะเสี่ยงต่อการสูญเสียภายในไม่กี่นาที
เคิร์กบีกล่าวว่ากรดไนตริกและแอมโมเนียเป็นไอระเหยที่ระเหยได้ซึ่งมีการแลกเปลี่ยนอย่างต่อเนื่องกับอนุภาคในบรรยากาศ “ดังนั้น ก่อนหน้านี้จึงคิดว่าเป็นเพียงบทบาทที่ไม่โต้ตอบ โดยเพิ่มมวลเล็กน้อยให้กับหมอกควัน แต่ไม่ได้ขับเคลื่อนกระบวนการนี้จริงๆ” เขาเสริมว่า: “สิ่งที่เราพบก็คือพวกมันเป็นผู้เล่นหลักจริง ๆ และพวกเขากำลังช่วยให้อนุภาคใหม่ก่อตัวขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีมลพิษสูง”
เนื่องจากการพึ่งพาอุณหภูมิที่รุนแรง นักวิจัยคาดว่าสภาวะที่จำเป็นสำหรับการเติบโตของอนุภาคอย่างรวดเร็วจะเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมในเมืองที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฤดูหนาว โดยได้รับแรงหนุนจากการผสมในแนวดิ่งและแหล่งที่มาของการปล่อยมลพิษที่รุนแรงในท้องถิ่น เช่น การจราจร แม้ว่าการเติบโตอย่างรวดเร็วอาจใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีในแต่ละครั้ง แต่ทั่วทั้งเขตเมือง ผลกระทบนี้ยังอาจนำไปสู่การสะสมของอนุภาคที่มองเห็นได้
หมอกควันหนาแน่นที่มีความเข้มข้นสูง
การศึกษายังพบว่าที่อุณหภูมิต่ำกว่า -15 องศาเซลเซียส แอมโมเนียและกรดไนตริกสามารถควบแน่นเข้าด้วยกันและก่อตัวเป็นอนุภาคแอมโมเนียมไนเตรตของตัวเอง ซึ่งจะเติบโตอย่างรวดเร็วนักฟิสิกส์อ้างหลักฐานเพิ่มเติมเกี่ยวกับความเชื่อมโยงระหว่างรังสีคอสมิกกับการก่อตัวของเมฆการปล่อยแอมโมเนียทั่วโลกถูกครอบงำโดยการทำฟาร์ม อย่างไรก็ตาม ในเมืองต่างๆ การปล่อยแอมโมเนียและกรดไนตริกส่วนใหญ่เกิดจากยานพาหนะ
ปัจจุบันมีการควบคุมการปล่อยกรดไนตริกจากรถยนต์ซึ่งเกิดจากไนโตรเจนออกไซด์ อย่างไรก็ตามการปล่อยแอมโมเนียไม่ได้ อันที่จริง เคิร์กบีกล่าวว่าการปล่อยมลพิษดังกล่าวเพิ่มขึ้นในเมืองต่างๆ เนื่องจากเครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยาในรถยนต์กำลังสร้างแอมโมเนีย
จากข้อมูลของ Kirkby ผลการศึกษามีความสำคัญต่อสุขภาพของมนุษย์และมลภาวะในเมือง “มันเน้นย้ำถึงความสำคัญของการควบคุมแอมโมเนียในสภาพแวดล้อมในเมือง” เขาอธิบาย “ความสำคัญของความก้าวหน้านี้ต่อชุมชนโบราณคดีไม่สามารถพูดเกินจริงได้” Evershed กล่าว ในขณะที่การจำแนกประเภทเครื่องปั้นดินเผาทำให้สามารถจัดเรียงวัตถุตามลำดับเวลาตามลักษณะการตกแต่งได้ เขาชี้ให้เห็นว่าลำดับเหตุการณ์เหล่านี้ยากที่จะระบุวันที่ในปฏิทินที่เฉพาะเจาะจง “เทคนิคของเราช่วยให้เราสามารถยึด ‘ลำดับเหตุการณ์แบบลอยตัว’ เหล่านี้ในเวลาตามปฏิทินจริงและกำหนดวันที่ที่เหมาะสมให้กับเหตุการณ์เหล่านั้นได้” เขากล่าว
ทีมวิจัยในสหรัฐฯ ประสบความสำเร็จในการแสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นแบบไดนามิกของ visual cortex ช่วยให้คนตาบอดและสายตามองเห็นได้ “มองเห็น” รูปร่างได้อย่างไร ซึ่งเป็นเทคนิคที่วันหนึ่งสามารถนำมาใช้ถ่ายทอดภาพทั้งหมดให้กับผู้ป่วยได้
นักประสาทวิทยาและศัลยแพทย์ประสาทรู้มานานแล้วว่าการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าของอิเล็กโทรดที่ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มสมองส่วนการมองเห็นโดยใช้กระแสน้ำขนาดเล็กทำให้เกิดการรับรู้ถึงแสงวาบเล็กๆ ที่เรียกว่าฟอสฟีน กระบวนการนี้สามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับ Visual Cortical Prosthesis (VCP) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่สามารถฟื้นฟูความสามารถในการมองเห็นบางอย่างให้กับผู้ป่วยที่ตาบอดได้ แม้ว่า VCP บางตัวจะได้รับการทดสอบในปี 1960 และ 1970 แต่ก็มีประสิทธิผลที่จำกัดและถูกจำกัดด้วยเทคโนโลยีในยุคนั้น แต่ตอนนี้คลื่นลูกใหม่ของทีมกำลังพยายามสร้าง VCP ที่ทันสมัย โดยใช้อิเล็กโทรดที่ได้รับการปรับปรุง ข้อมูลไร้สายที่ดีขึ้นและเทคโนโลยีการถ่ายโอนพลังงาน
Credit : greenteagallery.net hassegawa.net hdpaperwall.net henryxp.net hotelsnearheathrowairport.net
