ENGINEERINGNET.BE - Een paar jaar geleden werd door wetenschappers gesteld dat de chemische omzetting van formaldehyde door vloeibare wolken een zeer grote bron van mierenzuur is. Dit mechanisme houdt in dat formaldehyde in wolken wordt omgezet in methanediol, en dat deze stof in de gasfase oxideert tot mierenzuur.
Nu heeft een nieuwe studie van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie (BIRA), met behulp van theoretische en modelleringstools, aangetoond dat dit proces verantwoordelijk is voor minder dan 10% van de bron die nodig is om het globale budget voor mierenzuur te sluiten.
De modelsimulaties die bij het BIRA zijn uitgevoerd laten ook zien dat het mechanisme vooral inefficiënt is boven begroeide gebieden, net daar waar de ontbrekende bron naar verwachting het grootst is.
Met behulp van geavanceerde theoretische tools ontdekten de onderzoekers dat de reactie van gasvormig methanediol met OH veel langzamer verloopt dan eerder werd aangenomen op basis van laboratoriumexperimenten. De discrepantie wordt verklaard door de aanwezigheid van andere verbindingen, namelijk oligomeren van methanediol, die bijdragen aan mierenzuur in de experimenten, maar niet in de echte atmosfeer.
Een theoretische analyse van het evenwicht tussen formaldehyde en methanediol in gasfase in wolken toont aan dat gasvormig methanediol slechts in zeer kleine hoeveelheden aanwezig is, circa 2% van de hoeveelheid aanwezige formaldehyde, onafhankelijk van de hoeveelheid vloeibaar water in de wolk.
Het BIRA voerde modelsimulaties uit om de omzetting van vloeibaar naar gasvormig methanediol te kwantificeren wanneer de wolk verdampt. De resultaten werden gebruikt om het algemene mechanisme voor de verwerking van formaldehyde door wolken te parametriseren in een globaal chemie-transportmodel, het MAGRITTE-model, dat is gebruikt om de productie van mierenzuur in de atmosfeer via dit mechanisme te kwantificeren.
Er is in de nieuwe studie veel aandacht besteed aan het in rekening brengen van belangrijke bronnen van onzekerheid, in het bijzonder de gemiddelde tijd die luchtpakketjes in wolken doorbrengen. Andere processen die van invloed zijn op methanediol naast de oxidatie tot mierenzuur, zoals depositie op het aardoppervlak en heropname in wolken, bleken belangrijk te zijn voor de uiteindelijke evaluatie.
De relatieve invloed van de verwerking van formaldehyde in wolken op mierenzuur is het grootst, tot +50%, boven de oceaan, waar wolken overvloedig aanwezig zijn en andere bronnen van mierenzuur schaars, en het kleinst boven bossen.
De ontbrekende bron van mierenzuur blijft zo nog ongrijpbaar. Er zal meer werk nodig zijn om mogelijke manieren te onderzoeken om deze langdurige discrepantie op te lossen.
