Drivhusgasvaskemiddel genbruger sig selv i atmosfæren

Et enkelt molekyle i atmosfæren, der fungerer som et "vaskemiddel" til nedbrydning af metan og andre drivhusgasser, har vist sig at genbruge sig selv for at opretholde en stabil global tilstedeværelse i lyset af stigende emissioner, ifølge ny NASA -forskning. At forstå dets rolle i atmosfæren er afgørende for at bestemme metans levetid, en stærk bidragyder til klimaændringer.

Hydroxyl (OH) radikalen, et molekyle, der består af et hydrogenatom, et iltatom med en fri (eller uparret) elektron er en af ​​de mest reaktive gasser i atmosfæren og nedbryder regelmæssigt andre gasser, effektivt afslutter deres levetid. På denne måde er OH hovedkontrollen af ​​metankoncentrationen, en potent drivhusgas, der kun er næst efter kuldioxid i at bidrage til stigende globale temperaturer.

Med stigningen i metanemissioner til atmosfæren, forskere historisk troede, at det kan medføre, at mængden af ​​hydroxylradikaler bliver brugt op på global skala og, som resultat, forlænge metans levetid, anslås i øjeblikket til at være ni år. Imidlertid, ud over at se globalt på primære kilder til OH og mængden af ​​metan og andre gasser, det nedbryder, denne nye forskning tager højde for sekundære OH -kilder, genbrug, der sker, efter at OH nedbryder metan og reformer i nærvær af andre gasser, som er blevet observeret på regionale skalaer før.

"OH -koncentrationer er temmelig stabile over tid, "sagde den atmosfæriske kemiker og hovedforfatter Julie Nicely på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Når OH reagerer med metan, forsvinder det ikke nødvendigvis i nærvær af andre gasser, især nitrogenoxider (NO og NO ₂ ). Nedbrydningsprodukterne af dets reaktion med methan reagerer med NO eller NO ₂ at reformere OH. Så OH kan genbruge atmosfæren. "

Nitrogenoxider er et sæt af flere gasser, der bidrager til at genanvende OH tilbage i atmosfæren, ifølge Nicely's forskning, offentliggjort i Journal of Geophysical Research:Atmosfærer . Hun og hendes kolleger brugte en computermodel informeret af satellitobservationer af forskellige gasser fra 1980 til 2015 til at simulere de mulige kilder til OH i atmosfæren. Disse omfatter reaktioner med de førnævnte nitrogenoxider, vanddamp og ozon. De testede også en usædvanlig potentiel kilde til nyt OH:udvidelsen af ​​de tropiske områder på Jorden.

OH i atmosfæren dannes også, når ultraviolet sollys når den lavere atmosfære og reagerer med vanddamp (H ₂ O) og ozon (O ₃ ) for at danne to OH -molekyler. Over troperne, vanddamp og ultraviolet sollys er rigeligt. Troperne, som spænder over Jordens område til hver side af ækvator, har vist nogle tegn på at udvide sig længere nord og syd for deres nuværende område, muligvis på grund af stigende temperaturer, der påvirker luftcirkulationsmønstre. Dette betyder, at den tropiske region, der er klar til at skabe OH, potentielt vil stige med tiden, hvilket fører til en højere mængde OH i atmosfæren. Denne tropiske udvidelsesproces er langsom, imidlertid, udvider kun 0,5 til 1 grad i breddegrad hvert 10. år. Men den lille effekt kan stadig være vigtig, ifølge Nicely.

Hun og hendes team fandt ud af, at individuelt, den tropiske udvidelse og OH -genanvendelse gennem reaktioner med andre gasser hver især udgør en relativt lille kilde til OH, men tilsammen erstatter de i det væsentlige OH brugt til nedbrydning af metan.

"Fraværet af en tendens i global OH er overraskende, "sagde atmosfærisk kemiker Tom Hanisco på Goddard, som ikke var involveret i forskningen." De fleste modeller forudsiger en "feedback -effekt" mellem OH og metan. I reaktionen af ​​OH med metan, OH fjernes også. Stigningen i NO ₂ og andre kilder til OH, såsom ozon, annullere denne forventede effekt. "Men da denne undersøgelse ser på de sidste femogtredive år, det er ikke garanteret, at når atmosfæren fortsætter med at udvikle sig med de globale klimaændringer, vil OH -niveauerne fortsætte med at genbruge på samme måde ind i fremtiden, han sagde.

Ultimativt, Ser pænt resultaterne som en måde at finjustere og opdatere de antagelser, som forskere og klimamodeller gør, der beskriver og forudsiger, hvordan OH og metan interagerer i hele atmosfæren. "Dette kan tilføje præcisering af spørgsmålet om, hvorvidt metankoncentrationerne vil fortsætte med at stige i fremtiden? Eller vil de udjævne, eller måske endda falde? Dette er et stort spørgsmål om fremtidens klima, som vi virkelig ikke kender svaret på, " hun sagde.