当你望向窗外或头顶时，你可能会注意到巨大的云朵或空气的浩瀚。科学家们也会注意到这一点；空气和云朵这样的大块物质是他们用来监测地球大气模型的焦点。
在蓝天映衬下，很容易被忽略的是那些漂浮的微小液滴或固体颗粒——也称为气溶胶。尽管它们通常是看不见的，但它们对我们大气的工作方式至关重要。你周围的每一份空气都充满了数百个气溶胶。它们可能是催生云的种子。或者它们可能聚集在一起形成笼罩城市的雾霾。
气溶胶仍然是地球大气中最不被理解的方面之一，但很明显，它们并非毫无后果地在空气中飘荡。当太阳驱动着承载气溶胶的风时，它的光也能将它们分解。此外，光线可以像穿过透镜一样穿过气溶胶，加速这一破坏过程。
科学家们首次详细观察到了最后一个效应，他们在4月15日发表在《科学》杂志上的一篇论文中进行了报道。这些过程——阳光如何影响和分解气溶胶——对于理解污染如何运作至关重要。
瑞士苏黎世联邦理工学院的化学家、论文的作者之一Pablo Corral Arroyo说，这个过程会对气溶胶的化学性质产生重大影响，“而且反应在颗粒的某些部分比在其他部分发生得更快。”
你可能知道气溶胶是传播冠状病毒的载体——但这只是其中的一种亚型。百分之九十的气溶胶是天然的，如海盐和火山灰，是由人类出现很久之前的过程产生的。但另一些则是我们的过错：汽车尾气、燃烧植物材料产生的烟尘，以及机器扬起的灰尘。
研究气溶胶并非全新的领域。特别是，科学家们知道阳光可以通过分解和缩小来使气溶胶衰减。光——尤其是太阳的紫外光——会侵蚀将这些分子结合在一起的化学键。这可能导致气溶胶变小，或者其内容物分解成其他物质。
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但直到现在，科学家们才开始理解气溶胶可以以微妙的方式表现出巨大的影响。法国里昂克劳德·贝尔纳大学（Université Claude-Bernard Lyon 1）的化学家、非研究团队成员Christian George说：“我们必须谨慎对待漂浮在空中的微小物体。它不能仅仅被视为与散装水、散装液体相似。”
例如，科学家们现在才开始理解的是，颗粒就像透镜一样，可以放大和增强穿过它的光线。如果气溶胶由某些材料制成，这种衰减也会加速。科学家们知道这种情况会发生：在之前的实验中，他们将含有染料的小颗粒困在光线下，观察它们分解。他们发现，随着颗粒变小，染料分解得更快。
但是，试图观察这种效应是如何实际发生的，试图观察液滴内部并看到加速的反应发生，是非常困难的。要看到内部，一个颗粒的大小必须恰到好处：如果太大，它就会太大而无法被工具看到——即使使用 X 射线显微镜（研究人员就是这样做的）。如果太小，化学成分的差异就会太微小而无法看到。
为了观察可见的东西，这些研究人员使用了一种叫做柠檬酸铁(III)的化学物质。它存在于大气中，特别是在地面附近。但研究人员主要选择它是因为当它在阳光下反应时，它会分解成另一种叫做柠檬酸铁(II)的化学物质，这个反应很容易看到，但前提是你能足够近地观察。
Corral Arroyo 和他的同事们将柠檬酸铁(III)颗粒暴露在紫外线下数小时。同时，他们用 X 射线显微镜仔细观察颗粒。X 射线使他们能够看到单个颗粒——其宽度不到人类头发的百分之一——哪些部分在何时发生反应。
Corral Arroyo 说：“这才是真正让我们能够追踪颗粒不同部分的化学成分的。”
既然他们已经看到了光是如何从内部降解颗粒的，化学家们可能会试图弄清楚光在不同类型气溶胶中是如何传播的。在阳光下沐浴和分解方面，并非所有颗粒和液滴都是均等的。燃烧木炭产生的黑碳烟尘和其他深色颗粒倾向于吸收光线，而不是让它在内部来回反射。
另一方面，海盐和许多有机气溶胶会经历加速反应。知道这种现象发生在颗粒中，对科学家们用来理解污染行为的模型产生了重大影响。
Corral Arroyo 说：“如果你真的想拥有精确的模型，就需要考虑到这些影响。否则，你的模型就无法正常工作。”
事实上，目前大多数大气模型主要关注大块的空气或水。“这篇论文真正表明的是，我们不能像目前这样继续下去，”George 说。如果类似这样的效应很重要——研究作者认为它们确实很重要——那么这就表明这些对从天气预报到理解气候变化至关重要的模型是不完整的。
