Źródło zdjęcia: NASA
Wykorzystując pomiary z samolotu NASA lecącego nad Arktyką, naukowcy z Harvard University dokonali pierwszych obserwacji cząsteczki, którą naukowcy długo teoretycznie odgrywają kluczową rolę w niszczeniu ozonu stratosferycznego, nadtlenku chloru.
Analiza tych pomiarów została przeprowadzona przy użyciu komputerowej symulacji chemii atmosfery opracowanej przez naukowców z Jet Propulsion Laboratory (JPL) w NASA, Pasadena, Kalifornia.
Powszechną nazwą, jaką naukowcy zajmujący się atmosferą używają dla tej cząsteczki, jest „dimer tlenku chloru”, ponieważ składa się ona z dwóch identycznych opartych na chlorze cząsteczek tlenku chloru, połączonych ze sobą. Dimer został stworzony i wykryty w laboratorium; uważa się, że w atmosferze istnieje tylko w szczególnie zimnej stratosferze nad regionami polarnymi, gdy poziomy tlenku chloru są stosunkowo wysokie.
„Wiedzieliśmy z obserwacji z 1987 r., Że wysoka utrata ozonu była związana z wysokim poziomem tlenku chloru, ale tak naprawdę nigdy wcześniej nie wykryliśmy nadtlenku chloru”, powiedział naukowiec z Harvardu i główny autor artykułu, Rick Stimpfle.
Obfitość atmosferyczna nadtlenku chloru została określona ilościowo przy użyciu nowego układu ultrafioletowego, rezonansowego urządzenia do wykrywania fluorescencji, które wcześniej było używane do ilościowego oznaczania poziomów tlenku chloru w stratosferze na Antarktydzie i Arktyce.
Od lat obserwujemy tlenek chloru w Arktyce i na Antarktydzie, z czego wywnioskowaliśmy, że ta dimerowa cząsteczka musi istnieć i musi istnieć w dużych ilościach, ale do tej pory nigdy nie byliśmy w stanie jej zobaczyć - powiedział Ross Salawitch, współautor - autor na papierze i badacz w JPL.
Tlenek chloru i jego dimer pochodzą głównie z węglowodorów, cząsteczek stworzonych przez ludzi do zastosowań przemysłowych, takich jak chłodzenie. Stosowanie halowęglowodorów zostało zakazane przez protokół montrealski, ale pozostają w atmosferze przez dziesięciolecia. „Większość chloru w stratosferze nadal pochodzi ze źródeł indukowanych przez człowieka”, dodał Stimpfle.
Nadtlenek chloru powoduje niszczenie ozonu, gdy cząsteczka pochłania światło słoneczne i rozpada się na dwa atomy chloru i cząsteczkę tlenu. Wolne atomy chloru są bardzo reaktywne z cząsteczkami ozonu, rozkładając je i redukując ozon. W procesie rozkładu ozonu ponownie powstaje nadtlenek chloru, wznawiając proces niszczenia ozonu.
„Wróciłeś do miejsca, w którym zacząłeś w odniesieniu do cząsteczki nadtlenku chloru. Ale w tym procesie przekształciłeś dwie cząsteczki ozonu w trzy cząsteczki tlenu. To jest definicja utraty ozonu - podsumował Stimpfle.
„Bezpośrednie pomiary nadtlenku chloru pozwalają nam lepiej kwantyfikować procesy utraty ozonu zachodzące w zimowej stratosferze polarnej”, powiedział Mike Kurylo, kierownik programu badań atmosfery górnej NASA w centrali NASA w Waszyngtonie.
„Łącząc naszą wiedzę na temat chemii w regionach polarnych, którą uzyskujemy z pomiarów in situ opartych na samolotach, z globalnymi zdjęciami ozonu i innych cząsteczek atmosferycznych, które otrzymujemy z satelitów badawczych, NASA może ulepszyć modele, których używają naukowcy prognozują przyszłą ewolucję ilości ozonu i sposób, w jaki zareagują one na obniżające się poziomy węglowodorów w atmosferze, wynikające z wdrożenia protokołu montrealskiego ”- dodał Kurylo.
Wyniki te zostały uzyskane podczas wspólnej amerykańsko-europejskiej misji naukowej Stratospheric Aerosol and Gas Experiment III Ozone Loss and Validation Experiment / Third European Stratospheric Experiment on Ozone 2000. Misja została przeprowadzona w Kirunie w Szwecji od listopada 1999 r. Do marca 2000 r.
Podczas kampanii naukowcy wykorzystali modele komputerowe meteorologii stratosferycznej i chemii, aby skierować samoloty ER-2 w rejony atmosfery, w których spodziewany był obecność nadtlenku chloru. Elastyczność ER-2 umożliwiła próbkowanie tych interesujących regionów atmosfery.
Oryginalne źródło: NASA News Release
