적외선 광학 서명을 통해 소스가 드러납니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 13252(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

먼지의 광물학적 구성에 대한 지식을 발전시키는 것은 먼지가 기후와 환경에 미치는 영향을 이해하고 예측하는 데 중요합니다. 한 출처에서 다른 출처로의 먼지 광물의 변동성과 대기 이동 중 진화는 대규모로 측정되지 않습니다. 이 연구에서 우리는 실험실 측정을 사용하여 740~1250cm 대기 창에서 부유 먼지 에어로졸의 소멸 특성을 사용하여 주요 적외선 활성 광물, 즉 석영, 점토, 장석 측면에서 먼지 광물학을 도출할 수 있음을 보여줍니다. 그리고 방해석. 먼지 소멸의 다양한 스펙트럼 특성을 통해 구성이 변화하는 여러 글로벌 소스를 구별할 수 있는 반면, 시간에 따른 먼지 소멸 스펙트럼의 수정은 운송 중 크기에 따른 입자 광물학 변화에 대해 알려줍니다. 본 연구는 스펙트럼 및 초분광 적외선 원격 감지 관측이 지역 및 지구 규모에서 공기 중 먼지의 크기 분리 광물학을 설명하는 데 큰 잠재력을 제공한다는 것을 확인합니다.

미네랄 먼지는 지구상에서 가장 풍부하고 널리 퍼져 있는 에어로졸 종 중 하나입니다1,2,3. 먼지 에어로졸은 대기 단파 및 장파 복사 수지에 대한 직접적인 영향4,5,6,7,8, 액체 및 얼음 구름 형성 및 특성에 대한 간접적 영향9,10,11,12, 생지화학적 순환에 대한 기여를 포함하여 다양한 방식으로 기후 시스템에 영향을 미칩니다. 생태계의 영양분 공급원으로 작용하고13,14, 대기 화학 반응에 참여하고15,16 대기 질 저하 및 인간 건강에 미치는 영향17,18에 기여합니다. 지난 수십 년 동안 광범위한 과학적 연구를 통해 입증된 바와 같이 이러한 다양한 효과의 강도와 징후는 먼지 광물학적 구성, 즉 주로 규산염을 포함하는 에어로졸을 구성하는 다양한 광물의 풍부함, 상대적 비율 및 혼합 상태에 따라 달라집니다. 점토(카올리나이트, 일라이트, 스멕타이트, 녹니석 등), 석영, 장석(정형석, 조장석,..), 탄산염(방해석, 백운석), 황산염(석고), 철 및 산화티타늄19,20,21의 형태입니다. 실제로, 다양한 광물은 스펙트럼 흡수 및 산란 특성, 구름 응축 또는 얼음 핵 입자로 작용하는 능력, 화학 반응성 또는 용해도 측면에서 다양한 특징을 나타냅니다22,23,24,25,26,27,28. 먼지 광물학적 구성에 대한 지식은 지구의 기후 시스템과 환경에서 먼지의 광범위한 역할을 평가하는 데 기본입니다.

관찰에 따르면 먼지 에어로졸의 광물은 대기 중에서 균일하지 않습니다3,19,20,29,30,31,32,33,34. 첫째, 다양한 발생 지역의 다양한 토양 광물로 인해 먼지의 구성은 배출 지역에 따라 다르며 이는 전 지구적, 지역적, 지역적 규모 모두에서 나타납니다19,35,36,37. 먼지 광물학적 구성도 크기에 따라 변합니다. 석영, 장석 및 칼슘이 풍부한 종은 일반적으로 거친 모드 구성 요소에 더 풍부한 반면 점토와 산화철은 대부분 2μm 이하의 미세한 부분에 의존합니다20,38. 크기 의존성의 결과로, 중력 침강으로 인한 거친 입자의 점진적인 손실로 인해 먼지 광물학은 운송 중에 수정됩니다33,39,40. 기원과 역사가 다른 먼지 기둥의 혼합이 대기 중에 추가로 발생할 수 있으며, 이는 부유 먼지의 광물학에 더욱 영향을 미칠 수 있습니다.

오늘날, 먼지 광물학적 구성, 그 크기-의존성 및 공간-대기의 시간적 변화에 대해 이용 가능한 정보는 여전히 드물며 대부분 집중적인 현장 캠페인 중에 샘플링된 특정 조건으로 제한됩니다. 공기 중 먼지 광물에 대한 지역 및 전지구적 매핑을 얻을 수 있는 기능은 여전히 ​​부족합니다. 이는 지구 시스템 모델에서 먼지 표현을 적절하게 개발하고 검증하는 것뿐만 아니라 지역 및 전지구적 기후 강제력을 제한하는 데 중요한 제한 사항입니다7,26,41.