一个国际科学家合作团队发现了一种先前未知的对流层羟基自由基来源，该来源由臭氧与云表面的相互作用产生。他们的模拟预测，云层气-水界面处羟基自由基的产生速率可能比大气其余部分高出四个数量级。
西班牙加泰罗尼亚高级化学研究所的团队成员何塞普·安格拉达解释说：“这是一项重要的发现，因为羟基自由基是大气的主要‘清洁剂’，而这种自由基的所有来源和汇，即气相，在大气化学中起着关键作用。”
臭氧虽然更为人所知的是保护我们免受大部分太阳紫外线辐射的大气痕量气体，但由于光解作用，它也是对流层中羟基自由基的重要来源。尽管如此，根据安格拉达的说法，即使许多大气物种吸附在气-水界面，但到目前为止，界面化学常常被忽视。
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该团队应用量子力学和分子力学方法（首次用于研究生化反应途径）模拟了水对吸附在云表面的臭氧的光谱特征和解离速率常数的影响。至关重要的是，他们预测臭氧对气-水界面表现出很强的亲和力。安格拉达说：“我们的结果表明，臭氧吸附过程在热力学上是自发的。预测的频移和光谱带的扩大表明，臭氧的光解作用因其与水的相互作用而得到强烈促进。”
英国约克大学的马修·埃文斯说：“这是一项令人兴奋的工作，它将大气化学、多相化学和量子计算这两个新趋势联系在一起。”他在约克大学使用模型来更好地预测大气成分。“我们通常认为云是自由基的汇，而这项工作表明我们可能应该开始将它们视为来源。”
英国利兹大学的大气化学家德韦恩·赫德认为，这很重要，因为羟基自由基是甲烷等温室气体主要的日间氧化物种，而甲烷的水平仍在持续上升。他说：“更多的羟基自由基意味着全球甲烷寿命更短。”但他承认，“影响将取决于自由基是否可以逃离界面区域进入气相，在那里它可以氧化痕量气体，还是仍然被困在表面。”
埃文斯对此表示赞同。“这些是理论计算，需要在实验室和现场进行评估，但它们突显出大气化学仍然可能让我们感到惊讶。”
本文经《化学世界》许可转载。该文章于2014年7月31日首次发表。