Изображение предоставлено NASA
Используя измерения, полученные с самолета НАСА, пролетавшего над Арктикой, ученые Гарвардского университета сделали первые наблюдения за молекулой, которая, как долго полагали ученые, играет ключевую роль в разрушении стратосферного озона, пероксида хлора.
Анализ этих измерений проводился с использованием компьютерного моделирования химии атмосферы, разработанного учеными из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL), Пасадена, Калифорния.
Ученые, работающие в атмосфере, используют эту молекулу как «димер окиси хлора», поскольку она состоит из двух одинаковых молекул окиси хлора на основе, связанных вместе. Димер был создан и обнаружен в лаборатории; считается, что в атмосфере он существует только в особенно холодной стратосфере над полярными регионами, когда уровни окиси хлора относительно высоки.
«Из наблюдений 1987 года мы знали, что высокая потеря озона была связана с высоким уровнем окиси хлора, но мы никогда ранее не обнаруживали перекись хлора», - сказал ученый из Гарварда и ведущий автор статьи Рик Стимпфл.
Атмосферное содержание пероксида хлора определяли количественно с использованием новой конструкции ультрафиолетового, резонансного флуоресцентного прибора обнаружения, который ранее использовался для количественного определения уровней моноксида хлора в стратосфере Антарктики и Арктики.
Мы наблюдали окись хлора в Арктике и Антарктике в течение многих лет, и из этого можно сделать вывод, что эта молекула димера должна существовать и должна существовать в больших количествах, но до сих пор мы никогда не могли ее увидеть », - сказал Росс Салавич, соавтор - автор статьи и исследователь в JPL.
Окись хлора и его димер происходят в основном из галогенуглеводородов, молекул, созданных человеком для промышленного использования, например, для охлаждения. Использование галоуглеродов было запрещено Монреальским протоколом, но они сохраняются в атмосфере в течение десятилетий. «Большая часть хлора в стратосфере по-прежнему поступает из антропогенных источников», - добавил Стимпфл.
Перекись хлора вызывает разрушение озона, когда молекула поглощает солнечный свет и распадается на два атома хлора и молекулу кислорода. Свободные атомы хлора хорошо реагируют с молекулами озона, тем самым разрушая их и восстанавливая озон. В процессе разрушения озона, перекись хлора снова образуется, возобновляя процесс разрушения озона.
«Теперь вы вернулись к тому, с чего начали в отношении молекулы пероксида хлора. Но в процессе вы превратили две молекулы озона в три молекулы кислорода. Это определение потери озона », - заключил Стимпфл.
«Прямые измерения перекиси хлора позволяют нам лучше количественно оценить процессы потери озона, происходящие в стратосфере полярной зимы», - сказал Майк Курило, руководитель программы исследований верхней атмосферы НАСА, штаб-квартира НАСА, Вашингтон.
«Интегрируя наши знания о химии в полярных регионах, которые мы получаем из авиационных измерений на месте, с глобальными изображениями озона и других атмосферных молекул, которые мы получаем с исследовательских спутников, НАСА может улучшить модели, которые ученые используют для прогнозировать будущие изменения количества озона и то, как они будут реагировать на снижение уровня содержания галогенуглеводородов в атмосфере в результате осуществления Монреальского протокола », - добавил Курило.
Эти результаты были получены в ходе совместной научной миссии США и Европы: эксперимент по стратосферному аэрозолю и газу III эксперимент по утрате и проверке озона / третий европейский эксперимент по стратосфере по озону 2000 г. Эта миссия проводилась в Кируне, Швеция, с ноября 1999 г. по март 2000 г.
В ходе этой кампании ученые использовали компьютерные модели для стратосферной метеорологии и химии, чтобы направить самолет ER-2 в те области атмосферы, где, как ожидалось, будет присутствовать пероксид хлора. Гибкость ER-2 позволила отобрать эти интересные области атмосферы.
Первоисточник: пресс-релиз НАСА
