Ozon over den nordlige halvkugle er steget i løbet af de sidste 20 år

I en første undersøgelse nogensinde med ozondata indsamlet af kommercielle fly, forskere fra Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) ved University of Colorado Boulder fandt ud af, at niveauerne af det forurenende stof i den laveste del af Jordens atmosfære er steget på tværs af den nordlige halvkugle i løbet af de sidste 20 år. Det er endda da strammere kontrol med emissioner af ozonprækursorer har sænket jordnær ozon nogle steder, herunder Nordamerika og Europa.

Troposfærisk ozon – ozon mellem Jordens overflade og 12 til 15 kilometer over Jorden – er en drivhusgas og luftforurenende stof, på højt niveau, kan skade folks lunger og skade planter.

I en undersøgelse offentliggjort i dag i tidsskriftet Videnskabens fremskridt , holdet fandt en generel stigning i ozonniveauer over den nordlige halvkugle. "Det er en stor sag, fordi det betyder, at når vi forsøger at begrænse vores forurening lokalt, det virker måske ikke så godt, som vi troede, " sagde Audrey Gaudel, en CIRES-forsker, der arbejder i NOAA Chemical Sciences Laboratory og undersøgelsens hovedforfatter. Hun og hendes kolleger dokumenterede de største ozonstigninger i troperne, Gaudel sagde, bemærker, at ozon eksporteret fra troperne kan være drivkraften bag stigninger over andre områder på den nordlige halvkugle.

Gaudel og hendes medforfattere, CIRES-forskere i NOAA og internationale kolleger, fandt også de mest slående stigninger i områder, hvor ozonniveauerne engang var lavest:Malaysia/Indonesia, Sydøstasien og Indien, for eksempel. Disse regioner havde meget lave ozonværdier mellem 1994-2004, og meget høje niveauer i de senere år, mellem 2011-2016.

Tidligere undersøgelser kunne ikke drage sikre konklusioner om ozontendenser på den nordlige halvkugle, ifølge Gaudel, fordi der er for få langsigtede overvågningssteder, og fordi nye satellitter med næsten global dækning har givet modstridende resultater om ozontendenser.

Så forskerne henvendte sig til flydata fra Europas In-Service Aircraft for the Global Observing System (IAGOS) program. "Siden 1994, IAGOS har målt ozon over hele verden ved hjælp af det samme instrument på alle fly, giver os konsistente målinger over tid og rum fra Jordens overflade til den øvre troposfære, " sagde Gaudel. Mellem 1994 og 2016, kommercielle fly erobret 34, 600 ozonprofiler, eller omkring fire profiler hver dag.

Gaudel og hendes kolleger brugte disse målinger til at beregne ændringer i troposfærisk ozon fra midten af ​​1990'erne til 2016 over 11 regioner på den nordlige halvkugle. De fandt en generel stigning i ozon i alle områder, hvor de kiggede, inklusive fire på mellembreddegrader, to i subtroperne, to i troperne og tre ækvatoriale områder. Gennemsnitlig, mediane ozonværdier var steget med 5 % pr. årti.

I den såkaldte "nedre troposfære, "som er tættere på jordens overflade, ozon er faldet over nogle områder på midten af ​​breddegraden, inklusive Europa og USA, hvor udledningen af ​​ozonprækursorer er faldet. Forskerne fandt ud af, at disse reduktioner blev opvejet af stigninger højere i troposfæren - med nettoresultatet en samlet ozonstigning fra overfladen til 12 km.

For at forstå, hvad der forårsagede de observerede ozonændringer, forskerne så på emissionsopgørelserne af en af ​​de vigtigste ozonprækursorer - nitrogenoxider (NOx) - brugt som input til den globale kemitransportmodel MERRA-2 GMI, som gengiver IAGOS-målingerne nøjagtigt. Modellen viste, at øgede menneskeskabte emissioner i troperne sandsynligvis drev den observerede stigning i ozon på den nordlige halvkugle.

Næste, Gaudel vil se nærmere på ozon i troperne. Afrika er muligvis ved at dukke op som et globalt hotspot for luftforureningsprækursorer, for eksempel, og IAGOS-data vil lade hende grave dybere ned i det kontinents rolle i de seneste tendenser. Hun vil også sammenligne tropiske ozonmålinger fra IAGOS, taget over forurenede områder, med målinger fra NASA Atmospheric Tomography (ATom) feltkampagne, som målte sporgasser og aerosolpartikler i mere fjerntliggende, mindre forurenede områder inklusive troperne. Og hun vil se på mål fra TROPOMI, et instrument om bord på en satellit fra European Space Agency, der indsamler information om atmosfærisk sammensætning.

"Vi ønsker at forstå variationen af ​​ozon og dets forstadier og virkningen af ​​forurenede regioner på fjerntliggende områder, " sagde Gaudel. "Så vi bruger de bedste værktøjer, vi har, inklusive IAGOS, ATom-data og TROPOMI-data, at få profiler og søjler af ozon og dets forstadier fra forskellige slags menneskelige aktiviteter og naturlige kilder."