science >> Wetenschap >  >> Natuur

Ozon op noordelijk halfrond is de afgelopen 20 jaar toegenomen

Krediet:CC0 Publiek Domein

In een allereerste studie met ozongegevens verzameld door commerciële vliegtuigen, onderzoekers van het Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) van de University of Colorado Boulder ontdekten dat de niveaus van de verontreinigende stof in het laagste deel van de atmosfeer van de aarde de afgelopen 20 jaar op het noordelijk halfrond zijn toegenomen. Dat is zelfs zoals strengere controles op de uitstoot van ozonprecursoren op sommige plaatsen ozon op leefniveau hebben verlaagd, inclusief Noord-Amerika en Europa.

Troposferisch ozon - ozon tussen het aardoppervlak en 12 tot 15 kilometer boven de aarde - is een broeikasgas en luchtverontreinigende stof die, op hoog niveau, kan de longen van mensen beschadigen en planten beschadigen.

In een onderzoek dat vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd: wetenschappelijke vooruitgang , het team vond een algemene toename van de ozonniveaus boven het noordelijk halfrond. "Dat is belangrijk, want het betekent dat we onze vervuiling lokaal proberen te beperken, het werkt misschien niet zo goed als we dachten, " zei Audrey Gaudel, een CIRES-wetenschapper die werkt in het NOAA Chemical Sciences Laboratory en de hoofdauteur van de studie. Zij en haar collega's documenteerden de grootste ozonstijgingen in de tropen, Gaudel zei, opmerkend dat ozon geëxporteerd uit de tropen kan leiden tot stijgingen boven andere gebieden van het noordelijk halfrond.

Gaudel en haar co-auteurs, CIRES-wetenschappers in NOAA en internationale collega's, vonden ook de meest opvallende stijgingen in gebieden waar de ozonniveaus ooit het laagst waren:Maleisië/Indonesië, Zuidoost-Azië en India, bijvoorbeeld. Die regio's hadden tussen 1994-2004 zeer lage ozonwaarden, en zeer hoge niveaus in de afgelopen jaren, tussen 2011-2016.

Eerdere studies konden geen harde conclusies trekken over ozontrends op het noordelijk halfrond, volgens Gaudel, omdat er te weinig bewakingslocaties voor de lange termijn zijn en omdat nieuwe satellieten met bijna wereldwijde dekking tegenstrijdige resultaten hebben opgeleverd over ozontrends.

Dus wendden de onderzoekers zich tot vliegtuiggegevens van Europa's In-Service Aircraft for the Global Observing System (IAGOS)-programma. "Sinds 1994 IAGOS heeft wereldwijd ozon gemeten met hetzelfde instrument op elk vliegtuig, geeft ons consistente metingen in tijd en ruimte van het aardoppervlak tot de bovenste troposfeer, " zei Gaudel. Tussen 1994 en 2016, commerciële vliegtuigen gevangen 34, 600 ozonprofielen, of ongeveer vier profielen per dag.

Gaudel en haar collega's gebruikten deze metingen om veranderingen in troposferische ozon vanaf het midden van de jaren negentig tot 2016 boven 11 regio's op het noordelijk halfrond te berekenen. Ze vonden een algemene toename van ozon in alle regio's waar ze keken, waaronder vier op de middelste breedtegraden, twee in de subtropen, twee in de tropen en drie equatoriale gebieden. Gemiddeld, mediane ozonwaarden waren met 5% per decennium gestegen.

In de zogenaamde "lagere troposfeer, " die dichter bij het aardoppervlak is, ozon is afgenomen boven sommige regio's op de middelste breedtegraad, inclusief Europa en de Verenigde Staten, waar de uitstoot van ozonprecursoren is afgenomen. De onderzoekers ontdekten dat die reducties werden gecompenseerd door stijgingen hoger in de troposfeer - met als netto resultaat een totale toename van ozon vanaf het oppervlak tot 12 km.

Om te begrijpen wat de waargenomen ozonveranderingen veroorzaakte, de onderzoekers keken naar de emissie-inventarissen van een van de belangrijkste ozonprecursoren - stikstofoxiden (NOx) - gebruikt als input voor het wereldwijde chemietransportmodel MERRA-2 GMI, die nauwkeurig de IAGOS-metingen reproduceert. Het model toonde aan dat verhoogde antropogene emissies in de tropen waarschijnlijk de oorzaak waren van de waargenomen toename van ozon op het noordelijk halfrond.

Volgende, Gaudel wil ozon in de tropen onder de loep nemen. Afrika kan in opkomst zijn als een wereldwijde hotspot voor voorlopers van luchtverontreiniging, bijvoorbeeld, en IAGOS-gegevens zullen haar in staat stellen dieper in te gaan op de rol van dat continent in recente trends. Ze zal ook tropische ozonmetingen van IAGOS vergelijken, genomen boven vervuilde gebieden, met metingen van de NASA Atmospheric Tomography (ATom) veldcampagne, die sporengassen en aërosoldeeltjes in meer afgelegen, minder vervuilde gebieden, waaronder de tropen. En ze zal kijken naar metingen van TROPOMI, een instrument aan boord van een satelliet van het Europees Ruimteagentschap dat informatie verzamelt over de samenstelling van de atmosfeer.

"We willen de variabiliteit van ozon en zijn voorlopers en de impact van vervuilde regio's op afgelegen regio's begrijpen, "Zei Gaudel. "Dus we gebruiken de beste tools die we hebben, inclusief IAGOS, Atom-gegevens en TROPOMI-gegevens, om profielen en kolommen van ozon en zijn voorlopers te krijgen van verschillende soorten menselijke activiteiten en natuurlijke bronnen."