Согласно новому исследованию НАСА, простая молекула в атмосфере, которая действует как «детергент» для расщепления метана и других парниковых газов, перерабатывает себя, чтобы поддерживать устойчивое глобальное присутствие перед лицом растущих выбросов.. Понимание его роли в атмосфере имеет решающее значение для определения продолжительности жизни метана, мощного фактора изменения климата.
Радикал гидроксила (OH), молекула, состоящая из одного атома водорода, одного атома кислорода со свободным (или неспаренным) электроном, является одним из наиболее реакционноспособных газов в атмосфере и регулярно эффективно расщепляет другие газы. окончание их жизни. Таким образом, OH является основным средством контроля концентрации метана, сильнодействующего парникового газа, который уступает только углекислому газу в повышении глобальной температуры.
С ростом выбросов метана в атмосферу ученые исторически считали, что это может привести к истощению количества гидроксильных радикалов в глобальном масштабе и, как следствие, к увеличению срока службы метана, который в настоящее время оценивается в девять лет.. Тем не менее, в дополнение к глобальному рассмотрению первичных источников ОН и количества метана и других газов, которые он разрушает, это новое исследование учитывает вторичные источники ОН, рециркуляцию, которая происходит после того, как ОН разрушает метан и преобразуется в присутствии других газов., что уже наблюдалось в региональных масштабах.
«Концентрации OH довольно стабильны с течением времени», - сказала атмосферный химик и ведущий автор Джули Найсли из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Когда OH реагирует с метаном, он не обязательно исчезает в присутствии других газов, особенно оксидов азота (NO и NO2). Продукты распада его реакции с метаном реагируют с NO или NO2 с образованием OH. Таким образом, OH может перерабатываться обратно в атмосферу».
Окиси азота представляют собой набор из нескольких газов, которые способствуют рециркуляции ОН обратно в атмосферу, согласно исследованию Найсли, опубликованному в Журнале геофизических исследований: Атмосферы. Она и ее коллеги использовали компьютерную модель, основанную на спутниковых наблюдениях за различными газами с 1980 по 2015 год, для моделирования возможных источников ОН в атмосфере. К ним относятся реакции с вышеупомянутыми оксидами азота, водяным паром и озоном. Они также проверили необычный потенциальный источник нового OH: расширение тропических регионов на Земле.
OH в атмосфере также образуется, когда ультрафиолетовый солнечный свет достигает нижних слоев атмосферы и вступает в реакцию с водяным паром (H2O) и озоном (O3) с образованием двух молекул ОН. Над тропиками много водяного пара и ультрафиолетового солнечного света. Тропики, которые охватывают регион Земли по обе стороны от экватора, продемонстрировали некоторые признаки расширения на север и юг от их нынешнего ареала, возможно, из-за повышения температуры, влияющего на характер циркуляции воздуха. Это означает, что тропический регион, предназначенный для создания OH, со временем потенциально увеличится, что приведет к увеличению количества OH в атмосфере. Однако этот тропический процесс расширения идет медленно, расширяясь всего на 0,5-1 градус широты каждые 10 лет. Но, по словам Найсли, небольшой эффект все же может быть важен.
Она и ее команда обнаружили, что по отдельности эффект тропического расширения и рециркуляция OH в результате реакций с другими газами составляют относительно небольшой источник OH, но вместе они по существу заменяют OH, использованный при разложении метана..
«Отсутствие глобальной тенденции OH удивительно», - сказал химик атмосферы Том Ханиско из Goddard, который не участвовал в исследовании.«Большинство моделей предсказывают «эффект обратной связи» между OH и метаном. В реакции OH с метаном OH также удаляется. Увеличение NO2 и других источников OH, таких как озон, сведите на нет этот ожидаемый эффект». Но, поскольку это исследование рассматривает последние тридцать пять лет, нет никаких гарантий, что по мере того, как атмосфера продолжает развиваться с глобальным изменением климата, уровни OH будут продолжать перерабатываться таким же образом в будущем, сказал он..
В конечном счете, Nicely рассматривает результаты как способ точной настройки и обновления предположений, сделанных исследователями и специалистами по моделированию климата, которые описывают и предсказывают, как взаимодействуют ОН и метан в атмосфере. «Это могло бы прояснить вопрос о том, будут ли концентрации метана продолжать расти в будущем? Или они выровняются или, возможно, даже уменьшатся? Это важный вопрос, касающийся будущего климата, на который мы действительно не знаем ответа», - сказала она. сказал.