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过去20年里,北半球臭氧水平增势难挡

时间: 2020年08月26日 | 作者: Admin | 来源: 环球科学(huanqiukexue.com)
过去20年里,整个北半球的对流层(从地面至12~15千米高处的大气层)的臭氧含量正不断增加。


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翻译丨樊亦非

编辑丨杨心舟


最近,科学家首次利用由商用飞机所收集的臭氧数据分析发现,过去20年里,整个北半球的对流层(从地面至12~15千米高处的大气层)的臭氧含量正不断增加。这还只是北美及欧洲严格限制臭氧前体物排放,地面臭氧量降低后获得的结果。


对流层臭氧既是一种温室气体,也是空气污染物,不但控制着对流层的氧化能力,在高浓度时还会对人体的肺部和植物造成损伤,从而影响生态系统生产力。


近期发表于《科学·进展》期刊上的一篇研究结果显示,北半球的臭氧总体含量有所增加。就职于NOAA化学科学实验室的研究所科学家、该文章的第一作者安德鲁·高德尔说道:“这是件大事,它意味着即便我们努力地控制局地污染,也可能不会取得预期的成果。”她与同事指出,臭氧增加量最多的地区在热带,并且从热带释放的臭氧可能会增加北半球其他地区的臭氧含量。


高德尔及其合作者还发现,臭氧增多最显著的地区正是那些曾经臭氧水平最低的地区,比如马来西亚、印度尼西亚和印度。这些地区的臭氧含量在1994-2004年间非常低,而在2011-2016年间却上升到很高的水平。


根据高德尔的说法,由于缺乏长期监测点,且通过全球卫星数据得出的臭氧量变化趋势结果相互矛盾,过往研究并不能判断北半球臭氧量的变化趋势。


因此,研究者选择另辟蹊径,转而使用来自欧洲的商用民航机全球观测系统(IAGOS)项目的数据。高德尔说:“IAGOS自1994年起便利用每架飞机上相同的观测装置测量了全球的臭氧量,这提供给我们一套覆盖了地表到对流层上层的时空连续的观测数据。”1994-2016年间,商用飞机共测得了34600条臭氧廓线,平均每天测得4条。


高德尔和同事们利用该观测数据计算了1990年代中期到2016年间北半球11个地区对流层臭氧量的变化,发现这些地区的臭氧均有所增加,其含量的中位数平均每十年增长 5%。这11个地区包括4个中纬度地区、2个副热带地区、2个热带地区和3个赤道地区。


在所谓的近地表“低层大气”中,包括欧洲和美国的一些中纬度地区上空的臭氧有所减少,与此同时,这些地方臭氧前体物排放也有所减少。不过,研究者发现这种低层臭氧减少被对流层高层增加的臭氧所抵消,最终导致从地表至12千米高之间的臭氧总量整体仍是增加的。


为了理解臭氧观测含量变化的原因,研究者查看了臭氧前体物之一——氮氧化物的排放数据。这些数据用全球化学传输模型进行了分析,结果表明,赤道地区人类活动排放量的增加可能导致了观测到的北半球臭氧增多。


接下来,高德尔打算持续关注热带地区的臭氧变化。例如,非洲可能成为新的全球空气污染前体物释放的热点地区,IAGOS数据则能让她深入探索非洲大陆在近期的臭氧变化趋势中的作用。


高德尔说道:“我们想弄清楚污染地区的臭氧及其前体物含量的变动会对遥远地区产生怎样的影响,不论这些臭氧来自各种人为活动还是自然源头。”


原文链接:

https://phys.org/news/2020-08-ozone-northern-hemisphere-years.html