在大气中，气态硫酸可以形成影响云的物理性质的颗粒。因此，气相硫酸的形成直接影响到辐射强迫和地球气候。除了已知的二氧化硫形成之外，莱布尼茨对流层研究所(TROPOS)的研究人员现在已经能够通过实验证明，存在另一种已经推测了几十年的形成途径。大气中的硫酸也可以通过有机含硫化合物的氧化直接形成。研究人员在《自然通讯》杂志上写道，这种新的生产途径可能导致海洋上多达一半的气态硫酸形成，因此对气候预测非常重要——尤其是南半球的海洋。

有机硫化合物主要由生物源排放，对地球硫循环有重要贡献。硫循环对地球气候很重要，因为有机硫化合物的氧化产物，如硫酸(H2SO4)和甲烷磺酸(MSA, CH3SO3H)，会引发新的颗粒形成。硫酸盐粒子有效地散射入射太阳辐射并影响云凝结核的形成。CCN的数量和大小显著改变云的微物理和辐射特性以及云的寿命。因此，了解H2SO4是如何在大气中形成的，对于了解气候系统的基本过程是必不可少的。

在全球范围内，硫的年排放量约为3000万吨，最重要的有机含硫化合物是二甲基硫(DMS, CH3SCH3)，其次是甲基硫醇(MeSH, CH3SH)，其次是二甲基二硫(DMDS, CH3SSCH3)。在TROPOS进行了大量的实验室实验和模型模拟，以研究这些化合物的大气氧化途径。TROPOS的Torsten Berndt博士解释说:“据我们所知，到目前为止，还没有实验证据表明H2SO4在气相中直接形成，除了通过OH自由基或Criegee中间体氧化SO2，尽管这在文献中早就有推测，甚至这样的途径也在模型中实现了。”

在TROPOS，使用两种流动系统(水平自由射流系统和垂直层流管)，已经实现了H2SO4直接形成的实验证明。有了这些系统，可以在不同的反应条件下工作，从而可以通过使用先进的质谱技术对氧化过程进行精确的研究。此外，实验结果可以估计硫氧化循环中的许多动力学参数，从而有助于提高对其大气氧化的理解。

将实验结果整合到TROPOS现有的复杂多相化学机制MCM/CAPRAM中进行模型评估。Andreas Tilgner博士和Erik H. Hoffmann博士报告说:“在南部海洋相对原始的条件下，H2SO4的直接形成可以占气相形成总量的50%。”据推测，在南半球的海洋上空，直接气相形成可能特别重要。这些区域的特征通常是二氧化硫与dms的比例较小，这意味着这种直接生产途径的部分在那里可能很重要。其他大气区域在海洋云的流出区，预计二氧化硫与dms的比值较小。在那里，已经观察到高浓度的H2SO4和新的气溶胶颗粒的形成，现在可以解释了。

作者：莱布尼茨对流层研究所

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