对流层上层的气溶胶在全球范围内被反复观测到，其不仅是低层大气的重要气溶胶来源，也可以激活成云滴而改变云的性质。然而对流层上层气溶胶的形成机制目前尚了解不足，阻碍了其在模型中的模拟效果和对其气候影响的评估。

在ACRIDICON-CHUVA观测试验期间（图1），飞机观测到亚马逊上空大量的气溶胶粒子。化学分析表明，它们的成分主要是有机化合物，具有二次有机气溶胶的特征。而这些气溶胶是高空局地生成还是从低层大气传输而来，以及其具体的形成机制仍不得而知。基于此，本研究将实验室有机成核及凝聚增长试验结果与数值模拟试验相结合，以量化亚马逊地区生物源挥发性有机物驱动的二次有机气溶胶的生成途径。

图1. 数值模拟区域设置及ACRIDICON-CHUVA 观测试验飞机航线分布。 

本研究结果显示二次有机气溶胶生成机制的引入使得亚马逊对流层上层的气溶胶浓度显著增加，提高数值模拟结果与飞机观测的一致性。有机凝结过程通过促进粒子生长使模拟的气溶胶数浓度提高了90%（图2），而有机成核通过补充新粒子使模拟的气溶胶数浓度提高了14%（图2）。当地的深对流活动通过控制生物源挥发性有机成分的向上输送来决定对流层上层这些有机气溶胶形成的速率。

图2. 观测与模拟的总气溶胶粒子数（a）和0.5%过饱和度的云凝结核数（b）。

本研究强调了生物圈-大气圈耦合在调节热带森林上空对流层气溶胶浓度方面的重要性，并呼吁学界关注其在人为气候变化中的潜在作用。

参考文献：Liu, Y., Su, H., Wang, S., Wei, C., Tao, W., Pöhlker, M. L., Pöhlker, C., Holanda, B. A., Krüger, O. O., Hoffmann, T., Wendisch, M., Artaxo, P., Pöschl, U., Andreae, M. O., and Cheng, Y. (2023): Strong particle production and condensational growth in the upper troposphere sustained by biogenic VOCs from the canopy of the Amazon Basin, Atmos. Chem. Phys., 23, 251–272, https://doi.org/10.5194/acp-23-251-2023.

撰稿：刘芸帆

核稿：王龙泉