Beviser viser øget risiko for ozontab over USA om sommeren

En ny undersøgelse fra Harvard University afslører, at det beskyttende stratosfæriske ozonlag over det centrale USA er sårbart over for erosion i sommermånederne på grund af ozonnedbrydende kemiske reaktioner, afsløre mennesker, husdyr og afgrøder for de skadelige virkninger af UV -stråling.

Kraftfulde stormsystemer, der er fælles for Great Plains, injicerer vanddamp, der, med observerede temperaturvariationer, kan udløse de samme kemiske reaktioner i det centrale USA, der er årsag til ozontab i polarområderne, ifølge et nyt papir offentliggjort i Procedurer fra National Academy of Sciences .

Papiret, ledet af James G. Anderson, Philip S. Weld -professor i atmosfærisk kemi ved Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), fundet ud af, at stratosfæriske ozonkoncentrationer i USA om sommeren er sårbare over for både stigninger i vanddamp og observerede variationer i temperatur fra stormsystemer over Great Plains. Øget frekvens og intensitet af disse stormsystemer, såvel som langsigtede fald i stratosfæriske temperaturer, forventes at ledsage klimaændringer.

Ved hjælp af omfattende flyobservationer i den arktiske stratosfære fra begyndelsen af ​​2000'erne, forskere etablerede den kemiske ramme, der definerer forbedrede ozontabshastigheder med hensyn til temperatur og vanddamp. Derefter benyttede de de seneste NEXRAD vejrradarobservationer for at demonstrere, at i gennemsnit 4000 storme hver sommer trænger ind i stratosfæren over det centrale USA, hvilket er langt hyppigere, end man tidligere troede.

Denne kombination af omstændigheder sætter stratosfæren over stater, herunder Texas, Oklahoma, Kansas, Nebraska, Iowa, Missouri, Dakotas og stater, der grænser op til de store sletter, i fare for kemiske reaktioner, der nedbryder ozon om sommeren, potentielt fører til højere niveauer af eksponering for skadeligt UV -lys fra solen.

"Denne udvikling var ikke forudset tidligere, og de repræsenterer en vigtig ændring i vurderingen af ​​risikoen for stigende UV -stråling i det centrale USA om sommeren, "sagde Mario J. Molina fra University of California San Diego, Nobelprisvinderen i 1995 i stratosfærisk kemi, som ikke var involveret i denne undersøgelse.

Stratosfærisk ozon er et af de mest sarte aspekter af beboelighed på planeten. Der er kun marginalt nok ozon i stratosfæren til at beskytte mennesker mod UV -stråling, dyr og afgrøder. Medicinsk forskning specifikt for USA har fastslået, at et fald på 1 procent i mængden af ​​ozon i stratosfæren svarer til en stigning på 3 procent i forekomsten af ​​menneskelig hudkræft. Der rapporteres nu 3,5 millioner nye tilfælde af hudkræft hvert år i USA alene. Dermed, for hver 1 procent reduktion i ozon, der ville være yderligere 100, 000 nye tilfælde af hudkræft årligt i USA.

"Tordenvejr, der hydrerer stratosfæren, kan have betydelige lokale og regionale virkninger på Jordens strålingsbudget og klima, "sagde Cameron R. Homeyer fra University of Oklahoma, en medforsker på papiret. "Dette arbejde demonstrerer vores stigende viden om sådanne storme ved hjælp af jordbaserede og luftbårne observationer og vurderer deres potentiale for at nedbryde stratosfærisk ozon nu og i fremtiden. Resultaterne motiverer stærkt behovet for øgede meteorologiske og kemiske observationer af sådanne storme."

"Hvert år, skarpe tab af stratosfærisk ozon registreres i polarområder, spores til chlor og brom tilsat atmosfæren af ​​industrielle chlorfluorcarboner og haloner, "sagde Steven C. Wofsy, Abbott Lawrence Rotch professor i atmosfærisk og miljøvidenskab ved SEAS og medforfatter af undersøgelsen. "Det nye papir viser, at den samme slags kemi kunne forekomme i det centrale USA, udløst af stormsystemer, der indfører vand, eller det næste vulkanudbrud, eller ved at øge niveauet af atmosfærisk kuldioxid. Vi ved endnu ikke, hvor tæt vi er på at nå denne tærskel. "

Det videnskabelige samfund har observeret de kemiske reaktioner, der angriber ozon over polarområderne om vinteren, men den vigtige kombination af observationer, der definerer årsagen og hastigheden af ​​tab af stratosfærisk ozon, er aldrig blevet foretaget over det centrale USA om sommeren. Dette repræsenterer en stor mangel på forskernes evne til at forudsige stigninger i UV -stråling, der kan skyldes en vulkansk begivenhed eller klimaændringer nu og i de kommende år.

"I stedet for stort kontinentalt ozontab, der forekommer over polarområderne om vinteren, karakteriserede, for eksempel, ved udtrykket Antarktis ozonhul, omstændighederne i det centrale USA om sommeren er meget forskellige, "sagde Anderson." Især på grund af de meget hyppige storminducerede injektionshændelser beskrevet af undersøgelser ved Texas A&M og University of Oklahoma ved hjælp af avancerede radarmetoder, Denne struktur med stærkt lokaliserede, men mange regioner med potentielt ozontab kræver nøje specificerede observationsstrategier og systematisk overvågning for at danne grundlag for nøjagtige ugentlige prognoser for ozontab. "

Forskerne opfordrer til omfattende karakterisering af stratosfæren over det centrale USA for at forudsige kortsigtede og langsigtede ozontab relateret til stigende hyppighed og intensitet af stormsystemer, højere niveauer af atmosfærisk kuldioxid og metan, og andre faktorer.