Luftbårne observationer af asiatisk monsun ser ozonnedbrydende stoffer svæve ind i stratosfæren

Kraftige monsunvinde, forstærket af et opvarmende klima, løfter uventet store mængder af ozonnedbrydende stoffer højt op i atmosfæren over Østasien, viser ny forskning.

Undersøgelsen, ledet af U.S. National Science Foundation National Center for Atmospheric Research (NSF NCAR) og NASA, fandt, at den østasiatiske monsun leverer mere end dobbelt så stor koncentration af meget kortlivede ozonnedbrydende stoffer i den øvre troposfære og nedre stratosfære end tidligere rapporteret.

Forskerholdet trak på luftbårne observationer taget under en større asiatisk feltkampagne i 2022:Asian Summer Monsoon Chemistry and Climate Impact Project (ACCLIP). Resultaterne rejser spørgsmål om tempoet i genopretningen af ​​ozonlaget, som beskytter Jorden mod solens skadelige ultraviolette stråling.

"Det var en rigtig overraskelse at flyve gennem en fane med alle de meget kortlivede ozonnedbrydende stoffer," sagde NSF NCAR-forsker Laura Pan, hovedforfatteren af ​​undersøgelsen. "Disse kemikalier kan have en betydelig indflydelse på, hvad der vil ske med ozonlaget, og det er afgørende at kvantificere dem."

Undersøgelsen blev offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences . Artiklen med titlen "Østasiatisk sommermonsun leverer store mængder af meget kortlivede organiske klorstoffer til den nedre stratosfære," var medforfatter af et stort hold af internationale videnskabsmænd.

Monsunernes rolle

I tusinder af år har folk set den asiatiske sommermonsun som vigtig på grund af dens indvirkning på lokalsamfundene. For nylig er forskere, der analyserer satellitobservationer, dog begyndt at opdage, at monsunstorme og vinde spiller en ekstra rolle:at transportere forurenende stoffer højt i atmosfæren, hvor de kan påvirke verdens klimasystem.

ACCLIP undersøgte det kemiske indhold af luft, der blev båret af de to primære monsuner i regionen - den sydlige og den østasiatiske monsun - fra jordens overflade til så højt som stratosfæren. Når de først er i den højde, kan kemikalierne have vidtrækkende klimapåvirkninger, fordi luften i stratosfæren spreder sig globalt og forbliver i måneder til år, i modsætning til den lavere atmosfære, hvor luftmasserne vender om ugentligt.

ACCLIP-observationerne afslørede, at den østasiatiske monsun leverede højere niveauer af forurenende stoffer til den øvre atmosfære end den sydasiatiske monsun i løbet af 2022. Forskerne målte kulilteniveauer på op til 320 ppm - et bemærkelsesværdigt højt niveau at finde i en højde på 15 kilometer (ca. 9 miles). Kulilte er ofte et tegn på industriel forurening, og målingerne viste, at den østasiatiske monsun var tæt på linje med emissioner af forurenende stoffer ved overfladen.

Pan, Elliot Atlas fra University of Miami og deres medforfattere undersøgte en klasse af kemikalier kendt som meget kortlivede organiske klorforbindelser, som kan ødelægge ozon, men som kun forbliver relativt kort tid i atmosfæren (måneder til år). ). I modsætning hertil forbliver ozonnedbrydende chlorfluorcarboner (CFC'er) i atmosfæren i årtier til århundreder eller mere og betragtes derfor som en langt mere væsentlig trussel mod ozonlaget.

Af den grund fokuserede den skelsættende Montreal-protokol fra 1987 om stoffer, der nedbryder ozonlaget, på udfasning af CFC'er og andre langlivede stoffer. Den internationale traktat og efterfølgende revisioner har gjort det muligt for stratosfærisk ozon at begynde at genoprette. En FN-vurdering fra 2022 konkluderede, at ozonlaget, inklusive et ozonhul over Antarktis, stort set vil blive genoprettet i løbet af de næste adskillige årtier.

Montreal-protokollen begrænsede dog ikke den fortsatte fremstilling og brug af meget kortlivede ozonnedbrydende stoffer. Emissionerne af disse kemikalier er steget i Syd- og Østasien, herunder højt industrialiserede regioner i det østlige Kina.

I et uheldigt tilfælde ligger disse regioner direkte under den østasiatiske monsun, som af verdens otte regionale monsuner er den, der forventes at styrke sig mest med global opvarmning.

Kombinationen af ​​monsunens kraftige opstrømning, der forekommer i samme region som de stigende emissioner af kortlivede klorforbindelser, har resulteret i, at den uventede høje mængde af kemikalierne er fejet ind i stratosfæren.

Analysen af ​​flymålingerne foretaget af Pan og hendes medforfattere afslørede høje niveauer af fem kortlivede klorforbindelser:dichlormethan (CH₂ Cl₂ ), chloroform (CHCl₃ ), 1,2-dichlorethan (C₂ H₄ Cl₂ ), tetrachlorethen (C₂ Cl₄ ) og 1,2-dichlorpropan (C₃). H₆ Cl₂ ).

Pan sagde, at der er behov for mere forskning for at analysere de potentielle konsekvenser for ozongenvinding. Papiret bemærker også, at forskerne bliver nødt til at inkorporere de nye resultater i klimamodeller, da stratosfærisk ozon har komplekse virkninger på jordens temperatur.

"Disse nye observationer er vigtige for at identificere, at den østasiatiske monsun er en væsentlig vej for store mængder forurening til at stige fra overfladen til stratosfæren," sagde Pan.

"Selvom vi forventede at observere forureningspåvirkningen i regionen, kom mængden af ​​meget kortlivede ozonnedbrydende stoffer, vi faktisk observerede, bestemt som noget af en overraskelse. De potentielle virkninger af de høje niveauer af disse kemikalier skal tages i betragtning. til fremskrivninger af både genvinding af stratosfærisk ozon og klimaændringer."

Flere oplysninger: Laura L. Pan et al., østasiatisk sommermonsun leverer store mængder af meget kortlivede organiske klorstoffer til den nedre stratosfære, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2318716121

Journaloplysninger: Proceedings of the National Academy of Sciences

Leveret af National Center for Atmospheric Research