Koromrészecskék a légkörben – a levegőszennyezéstől a globális éghajlat-módosításig – Gelencsér András levelező tag székfoglaló előadása

Gelencsér András, az MTA levelező tagja és Bozó László osztályelnök, az MTA rendes tagja (Kattintson a galériához!) mta.hu/Szigeti Tamás

Az égésből származó koromrészecskéket sokáig az egyetlen, a Napból érkező sugárzást elnyelni képes légköri alkotónak gondolták. Sokan ma is úgy vélik, hogy elsősorban e részecskék a városi légszennyezettség okozói, és leginkább az emberi egészségre gyakorolt káros hatásuk a jellemző. Valójában azonban e részecskék a globális léptékűvé vált emberi tevékenység, elsősorban a biomassza-égetés miatt annyira elterjedtek, hogy az éghajlati rendszerre is mérhető hatást fejtenek ki. A legújabb kutatások alapján a légköri korom a szén-dioxid után a második legjelentősebb éghajlatot befolyásoló légköri komponens, megelőzve az üvegházhatású metánt. A látható sugárzás teljes spektrumában nagy hatékonysággal elnyelni képes koromrészecskék (e tulajdonságukból származik nyelvünkben a találó jelző: „koromfekete”) mellett – amelyek kémiailag szinte kizárólag szénatomokból állnak – a légköri aeroszol részecskék tömegének jelentős része szerves vegyületekből áll, amelyek légköri sugárzáselnyelésének az ezredfordulóig nem tulajdonítottak jelentőséget.

Gelencsér András munkatársaival nemzetközileg elsőként különített el légköri aeroszol részecskékből humuszszerű, de bizonyíthatóan nem a talajból származó szerves vegyületeket, amelyek képesek (sárgásbarna színűek) voltak a látható fény elnyelésére. E vegyületcsalád a levegőkémiában már széles körben elterjedt, a felfedezés magyarországi eredetét sejtető önálló elnevezést (HULIS) is kapott. Nagy nemzetközi visszhangot váltott ki annak első kísérleti bizonyítása, hogy a légkörben is lehetséges mindössze néhány nap leforgása alatt „humuszképződés”, azaz fotokémiai reakciókban is képződhet ez az anyag a biomassza-égetésből származó, színtelen szerves vegyületekből. Ugyancsak elsőként sikerült kísérletileg meghatározniuk ezen anyag (HULIS) a légköri sugárzás elnyelése szempontjából fontos optikai tulajdonságait. A biomassza-égetés füstjében az egyik leggyakoribb egyedi részecsketípus, az ún. légköri kátránygömbök keletkezési mechanizmusára felállított hipotézisét sikerült munkatársaival kísérletileg is igazolniuk, és meghatározni azok légköri fényelnyelési hatékonyságát. Ennek során kiderült, hogy a légköri kátránygömböknek – noha forrásaik és képződési mechanizmusuk alapvetően különböznek a koromrészecskékétől – a koroméhoz közelít az elnyelési hatékonyságuk, és még abban a hullámhossztartományban is mutatnak fényelnyelést, amelyben a koromrészecskéken kívül más légköri alkotó fényelnyelését korábban nem feltételezték. Eredményeik új megvilágításba helyezik a globális éghajlati modellek eredményeit, és a légköri korom koncentrációjának mérésére szolgáló távérzékelési módszerek újragondolását is szükségessé teszik.