NASA發現局部封鎖使得全球臭氧出現快速減少的情況

據媒體報導,近日,由位於南加州的NASA噴氣推進實驗室(JPL)的科學家領導的一項研究顯示,2020年初,隨著新冠大流行減緩了全球商業的緩慢發展,氮氧化物(NOx)的排放–形成臭氧、危害人類健康和全球氣候–下降了15%,當地減少則高達50%。

NASA發現局部封鎖使得全球臭氧出現快速減少的情況

由於NOx排放量降低,到2020年6月,全球臭氧水平已降至政策制定者認為通過監管等傳統手段至少需要15年才能達到的水平。

該研究表明,旨在本地減少NOx的創新技術和其他解決方案有潛力迅速改善全球空氣品質和氣候。該研究於2021年6月9日發表在《Science Advances》上。

臭氧在地球上空的平流層保護我們人類免受破壞性的太陽輻射。盡管離地面更近,但它還有其他持久的影響。據估計,2019年,地表臭氧對幼兒和哮喘患者等弱勢人群的肺造成負面影響並導致全球36.5萬人死亡。同樣,它還破壞了植物的呼吸系統–它們進行光合作用的能力–從而減少了植物生長和作物產量。在對流層的頂部,它是一種強有力的溫室氣體,會導致全球氣溫升高。

當世界陷入封鎖時,科學家們獲得了一個前所未有的機會,在區域和全球尺度上研究人類活動如何跟自然地球系統進程相互作用。由JPL科學家Kazuyuki Miyazaki領導的一個國際研究小組利用這個機會研究了氮的兩種主要氧化物:氮氧化物和二氧化氮–統稱為NOx。他們繪制了從封鎖期間化石燃料燃燒減少到當地氮氧化物排放減少以及最後到全球對流層臭氧污染減少的一系列事件。一個國家實施的封鎖越嚴格減排的幅度就越大。如2020年2月初,中國的居家訂單使得一些城市的氮氧化物排放量在幾周內下降了50%,春季晚些時候,美國大多數州都下降了25%。

NOx排放量減少的總結果是全球臭氧減少了2%–政府間氣候變化專門委員會所考慮的最激進的氮氧化物排放控制的一半。據這個由國際氣候專家組成的權威機構預計,這一切將在30年的時間內產生成果。

由於NOx排放量的減少,臭氧的減少迅速在全球范圍內擴散並且從地表上升超過6英里(10公里)。「我真的很驚訝對全球臭氧的影響是如此之大,」JPL科學家Jessica Neu說道,「我們原以為會有更多的當地反應。」據悉,她是這項新研究的論文合著者。

將NOx轉化為臭氧的反應需要陽光並取決於許多其他因素如天氣和空氣中的其他化學物質。這些因素以多種方式相互作用,在某些情況下,減少NOx的排放實際上會增加臭氧。因此,研究人員不能僅從NOx排放數據來理解或預測臭氧濃度。這項工作需要更徹底的分析。

據了解,研究人員使用了5顆NASA和ESA地球觀測衛星對NOx、臭氧和其他大氣氣體的測量數據。他們使用JPL開發的數據分析系統將多顆衛星的觀測結果輸入到四個大氣化學反應和天氣的數值模型中。他們發現,模型中大氣的變化跟衛星觀測結果吻合得很好,另外還重現了已知的隨區域進入或退出封鎖而排放的增加或減少。這些發現表明,隨著世界經濟的回升,NOx排放和全球臭氧將再次攀升。

Miyazaki表示:「我很高興我們的分析系統能捕捉到世界各地排放的詳細變化。這項工作具有挑戰性和前所未有的性質,其證明了衛星監測服務於社會需求的改進。」眼下,這種結合多種衛星觀測和模型的新能力已經掀開了人們對地球大氣及其變化的新認識。

來源:cnBeta