Исследователи используют редкий нетронутый воздух, чтобы выявить влияние загрязнения

Международная группа ученых во главе с Манишем Шриваставой из США.S. Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория Министерства энергетики США проанализировала некоторые данные и обнаружила, что антропогенное загрязнение стимулирует производство изменяющих климат частиц, известных как вторичные органические аэрозоли, в гораздо большей степени, чем считалось ранее. Команда опубликовала свои результаты в Nature Communications.

Результаты показывают, как загрязнение от автомобилей, электростанций и других источников сочетается с естественными выбросами от деревьев в Амазонке, чтобы стимулировать заметное увеличение количества крошечных частиц, которые могут отражать или поглощать солнечный свет, помогать создавать облака, изменять характер выпадения осадков и определять, как потоки углерода между землей и атмосферой – все это имеет драматические последствия для нашей планеты.
Результатом является исследовательская кампания, известная как GOAmazon, проводимая Исследовательским центром измерения атмосферной радиации, пользовательским центром Управления науки Министерства энергетики США. Кампания была сосредоточена на регионе рядом с Манаусом и его окрестностях, бразильском городе с населением более 2 миллионов человек, который на сотни миль окружен тропическими лесами.

Ученые называют обширный полог леса вокруг Манауса «Зеленым океаном», давая название кампании его первыми буквами.
Этот регион предлагает исследовательскую среду, которую трудно найти где-либо еще на Земле.

По одну сторону неопределенной границы – ровный тропический лес с кристально чистым воздухом и уровнем 300 аэрозольных частиц на кубический сантиметр; с другой стороны – воздух над Манаусом, где концентрация частиц в 100 раз выше из-за деятельности человека.
«Чтобы действительно понять, как загрязнение повлияло на атмосферу, нам нужно сравнить сегодняшнюю атмосферу с временами до наступления индустриальной эпохи», – сказал Шривастава. "Это сложно; конечно, мы не можем вернуться в прошлое. Но Амазонка – одно из немногих мест на Земле, где мы можем одновременно изучать химию атмосферы как в прошлом, так и в настоящем."

В тот солнечный день пять лет назад самолет ARM перелетел с одной стороны границы на другую, каждую секунду облетая футбольное поле, отбирая пробы воздуха у нетронутых, а затем и у загрязненных.

«В этом регионе есть прекрасная естественная лаборатория, чтобы понять, как антропогенные выбросы влияют на химический состав атмосферы и климат», – сказал Шривастава.

Хотя только крошечный кусочек нашей планеты предоставляет уникальную возможность для этого исследования, полученные результаты применимы к химии атмосферы, которая происходит повсюду на Земле в каждый момент времени.
Эта химия стоит за освежающими ароматами лесного луга или свежих цветов.

Когда эти запахи поражают наш обонятельный нерв, мы фактически ощущаем множество газов, таких как углеродсодержащий изопрен и терпены, которые естественным образом выделяются деревьями и другой растительностью. Газы способствуют образованию озона и других форм дымки, которые влияют на количество солнечного света, достигающего Земли.
Когда эти естественные выбросы углерода взаимодействуют под солнечным светом с оксидом азота, который естественным образом выделяется из почвы, но также является обычным продуктом, в значительной степени выделяемым в результате деятельности человека, одним из результатов является образование крошечных частиц, известных как вторичные органические аэрозоли. Хотя аэрозоли крошечные, намного меньше ширины человеческого волоса, они не играют роли, когда дело доходит до климата Земли.

Они являются важным компонентом в энергетическом и углеродном циклах планеты, частично определяя судьбу огромного резервуара углерода на планете и то, как он течет между землей и атмосферой.
Шривастава и его коллеги стремились узнать, как антропогенные выбросы увеличивают производство этих встречающихся в природе углеродных частиц – насколько велико влияние человеческой деятельности на превращение газов, выбрасываемых из растительности, в эти мощные, изменяющие климат частицы.

Команда объединила эти данные с другими лабораторными измерениями, чтобы разработать продвинутую компьютерную модель для моделирования химических реакций, которые образуют частицы в атмосфере. Модель выполняет двойную функцию, воспроизводя как доиндустриальную, так и современную химию. Большинство моделей во многом созданы с учетом современных условий; измерения Amazon предоставляют информацию о доиндустриальных условиях химии, которые улучшили прогностические возможности модели.
Команда обнаружила, что оксид азота, выделяемый в результате деятельности человека, такой как движение транспорта и нефтеперерабатывающие заводы, способствует созданию этих частиц из естественного лесного углерода в гораздо большей степени, чем предполагалось ранее, вызывая среднее увеличение от 60 до 200 процентов и даже до 400 процентов в некоторых случаях. случаи.

Это по сравнению с 20 процентами, ранее оцененными учеными на основе данных в более загрязненных районах континента.
Команда также показала, что большинство этих вторичных углеродсодержащих частиц были образованы этим явлением.
«Влияние загрязнения на образование вторичных органических аэрозолей было очень трудно выявить», – говорит Шривастава. "Наши результаты показывают, что атмосфера Земли во многих регионах континента уже была существенно изменена в результате деятельности человека, и это гораздо более масштабное и масштабное воздействие, чем предполагалось."

В своей статье Шривастава и другие авторы заключают: «Наши результаты дают четкую картину того, как антропогенные выбросы, вероятно, сильно изменили образование биогенных SOA [вторичного органического аэрозоля] с доиндустриальных времен над Землей, и подразумевают, что быстрая урбанизация в будущем лет могут существенно повысить биогенное образование SOA в нетронутых лесных районах Амазонки."
Шривастава – один из многих ученых во всем мире, которые создают сложные компьютерные модели для объяснения атмосферы и земной системы. Он описывает атмосферу как «большой химический реактор, который постоянно перерабатывает как естественные, так и антропогенные выбросы и, в свою очередь, влияет как на климат, так и на здоровье человека."

2 комментария к “Исследователи используют редкий нетронутый воздух, чтобы выявить влияние загрязнения”

  1. Порядочно признателен, что в свою очередь просветили, и, главное, кстати в пору. Поразмышлять только, полдюжины лет уже в онлайне, но про это первый раз слышу.

Оставьте комментарий