Bildkredit: NASA
Med hjälp av mätningar från ett NASA-flygplan som flyger över Arktis har forskare från Harvard University gjort de första observationerna av en molekyl som forskare länge har teoretiserat spelar en nyckelroll för att förstöra stratosfäriskt ozon, klorperoxid.
Analys av dessa mätningar genomfördes med hjälp av en datorsimulering av atmosfärisk kemi utvecklad av forskare vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, Calif.
Det vanliga namnet atmosfäriska forskare som använder molekylen är "klormonoxid dimer" eftersom den består av två identiska klorbaserade molekyler klormonoxid, bundna ihop. Dimeren har skapats och upptäckts i laboratoriet; i atmosfären tros det bara finnas i den särskilt kalla stratosfären över polära regioner när klormonoxidnivåerna är relativt höga.
"Vi visste, från observationer från 1987, att den stora ozonförlusten var förknippad med höga halter klormonoxid, men vi hade faktiskt aldrig upptäckt klorperoxid förut," sa Harvard-forskare och huvudförfattare till tidningen, Rick Stimpfle.
Det atmosfäriska överflödet av klorperoxid kvantifierades med användning av ett nytt arrangemang av ett ultraviolett, resonansfluorescensdetekteringsinstrument som tidigare hade använts för att kvantifiera nivåerna av klormonoxid i Antarktis och Arktis stratosfär.
Vi har observerat klormonoxid i Arktis och Antarktis i flera år och utifrån detta slutsatsen att denna dimer-molekyl måste existera och den måste existera i stora mängder, men fram till nu hade vi aldrig kunnat se den, ”sa Ross Salawitch, en co -författare på papper och en forskare på JPL.
Klormonoxid och dess dimer härstammar främst från halokolväten, molekyler skapade av människor för industriellt bruk som kylning. Användning av halokolväten har förbjudits genom Montrealprotokollet, men de kvarstår i atmosfären i årtionden. "De flesta av klor i stratosfären kommer fortfarande från människor-inducerade källor," tillade Stimpfle.
Klorperoxid utlöser ozonförstörelse när molekylen absorberar solljus och bryts upp i två kloratomer och en syremolekyl. Fria kloratomer är starkt reaktiva med ozonmolekyler, vilket bryter dem upp och minskar ozon. I processen att bryta ner ozon bildas klorperoxid igen och startar processen för ozonförstörelse.
”Du är nu tillbaka där du började när det gäller klorperoxidmolekylen. Men i processen har du omvandlat två ozonmolekyler till tre syremolekyler. Detta är definitionen av ozonförlust, ”avslutade Stimpfle.
"Direkta mätningar av klorperoxid gör det möjligt för oss att bättre kvantifiera processer för ozonförlust som inträffar i den polära vinternstratosfären," säger Mike Kurylo, NASA: s chef för forskning för övre atmosfärens forskning, NASA: s huvudkontor, Washington.
"Genom att integrera vår kunskap om kemi över de polära regionerna, som vi får från flygplanbaserade in situ-mätningar, med de globala bilderna av ozon och andra atmosfärmolekyler, som vi får från forskningssatelliter, kan NASA förbättra modellerna som forskarna använder för att förutspår den framtida utvecklingen av ozonmängder och hur de kommer att reagera på de minskande atmosfäriska halterna av halokarboner, till följd av genomförandet av Montreal-protokollet, ”tillade Kurylo.
Dessa resultat förvärvades under ett gemensamt U.S.-europeiskt vetenskapligt uppdrag, Stratospheric Aerosol and Gas Experiment III Ozon Loss and Validation Experiment / Third European Stratospheric Experiment on Ozone 2000. Uppdraget genomfördes i Kiruna, Sverige, från november 1999 till mars 2000.
Under kampanjen använde forskare datormodeller för stratosfärisk meteorologi och kemi för att rikta ER-2-flygplanet till de områden i atmosfären där klorperoxid förväntades vara närvarande. Flexibiliteten i ER-2 gjorde det möjligt att ta prov på dessa intressanta regioner i atmosfären.
Originalkälla: NASA News Release
