溫室氣體“洗滌劑”在大氣中自我循環
美國國家航空航天局(NASA)一項最新研究發現，大氣層中有一種簡單的分子能夠自我循環利用，在溫室氣體排放不斷上升的情況下保持穩定的全球存在。這種分子可以充當分解甲烷和其他溫室氣體的“洗滌劑”。瞭解甲烷在大氣中的作用對於確定甲烷的壽命至關重要，甲烷是氣候變化的一個重要因素。
羥基(OH)自由基是由一個氫原子、一個氧原子和一個遊離(或未配對)電子組成的分子，它是大氣中最活躍的氣體之一，經常分解其他氣體，有效地結束了它們的壽命。通過這種方式，氫氧根是甲烷濃度的主要控制因素。甲烷是一種強有力的溫室氣體，對全球氣溫上升的貢獻僅次於二氧化碳。
隨著甲烷排放到大氣中的增加，科學家們歷來認為，這可能會導致全球範圍內羥自由基的消耗，從而延長甲烷的壽命，目前估計為9年。然而,除了全球看哦和甲烷的主要來源和其他氣體分解,這項新的研究考慮二級哦來源,回收哦分解甲烷和改革後發生的其他氣體的存在,在區域尺度上觀察到的現象。
“OH濃度隨著時間的推移是相當穩定的，”大氣化學家和首席作者Julie nice在馬里蘭州格林貝爾特的NASA戈達德太空飛行中心說。“OH與甲烷發生反應時，不一定會在其他氣體的存在下消失，尤其是氮氧化物(NO和NO2)。”它與甲烷反應的分解產物與NO或NO2反應生成OH。所以OH可以循環回到大氣中
根據《地球物理研究雜誌:大氣》(Journal of Geophysical research: Atmospheres)上發表的一項研究，氮氧化物是促使OH循環回大氣的幾種氣體之一。她和她的同事使用了一個計算機模型來模擬大氣中OH的可能來源，該模型是根據1980年至2015年的各種氣體衛星觀測信息建立的。這些反應包括與上述氮氧化物、水蒸氣和臭氧的反應。他們還測試了一種新的OH的不尋常的潛在來源:地球上熱帶地區的擴張。
當紫外線照射到低層大氣，與水蒸氣(H2O)和臭氧(O3)反應生成兩個OH分子時，大氣中的OH也會形成。在熱帶地區，水蒸氣和紫外線陽光充足。橫跨地球到赤道兩側的熱帶地區，已經顯示出一些證據，表明在目前的範圍之外，南北兩極的範圍在進一步擴大，這可能是由於氣溫上升影響了空氣循環模式。這意味著，準備產生OH的熱帶地區可能會隨著時間的推移而增加，從而導致大氣中OH的含量增加。然而，這種熱帶變寬的過程是緩慢的，每10年在緯度上只擴大0.5到1度。但據nice稱，小的影響可能仍然很重要。
她和她的團隊發現，單獨來看，熱帶地區的擴大效應以及氫氧根通過與其他氣體的反應進行循環，各自構成了一個相對較小的氫氧根來源，但它們加在一起基本上取代了甲烷分解過程中所消耗的氫氧根。大氣化學家湯姆·哈尼斯科說:“全球氫氧量竟然沒有趨勢，這令人吃驚。”“大多數模型預測OH和甲烷之間存在‘反饋效應’。在OH和甲烷的反應中，OH也被除去了。二氧化氮和臭氧等其他OH來源的增加抵消了這一預期效應。但他說，這項研究回顧了過去35年，不能保證隨著全球氣候變化，大氣繼續演化，OH水平在未來也會以同樣的方式繼續循環。
最終，很好地將這些結果看作是對研究人員和氣候模型建立者所做的假設進行微調和更新的一種方式，他們描述和預測了OH和甲烷在整個大氣中的相互作用。“這可能會進一步澄清甲烷濃度未來是否會繼續上升的問題?”還是會趨於平穩，甚至下降?這是一個關於未來氣候的重大問題，我們真的不知道答案。
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