Изучение тонкостей удаления озона лиственными лесами

Озон играет жизненно важную роль в климатической системе Земли. В стратосфере, начинающейся примерно в шести милях (9,7 километра) от поверхности, озон защищает планету от вредного ультрафиолетового излучения. Однако ниже, в атмосфере, эта молекула является опасным загрязнителем воздуха для людей и растений, а также парниковым газом.

Озон взаимодействует с лесами через процесс, известный как сухое осаждение, часто с вредными последствиями. Турбулентность в атмосферном пограничном слое доставляет озон к поверхности, где реакции на листьях и внутри них, а также в почве удаляют озон из воздуха. Повреждение растений озоном возникает в результате реакций внутри листьев и может изменять циклы углерода и воды.

Механика сухого осаждения до конца не изучена. Хотя известно, что турбулентные вихри в атмосфере транспортируют озон к поверхностям, на которых газ может осаждаться, остаётся вопрос: влияет ли организованный характер этих вихрей, известный как организованная турбулентность, на сухое осаждение? Неопределённость в механике осаждения затрудняет понимание поведения озона в нижних слоях атмосферы и его воздействия на растения и людей.

В новом исследовании Клифтон и Пэттон использовали высокоразрешающее компьютерное моделирование для изучения связи между турбулентными вихрями и поглощением озона листьями. Авторы предположили, что организованная турбулентность создаёт локальные флуктуации температуры, ветра и влажности, которые вместе с локальными изменениями концентрации озона могут приводить к разным скоростям поглощения озона листьями. Они называют эту вариацию "сегрегацией сухого осаждения". Учёт сегрегации может улучшить прогнозирование осаждения озона.

Результаты показали, что организованная турбулентность не создавала более эффективных зон поглощения озона в пологе леса. Более высокие концентрации озона в одних воздушных потоках вместе с повышенным поглощением листьями в тех же потоках не приводили к увеличению общего поглощения озоном пологом. Таким образом, получен нулевой результат, указывающий, что сегрегация сухого осаждения, вероятно, является незначительным фактором в озонном балансе леса. Нулевые результаты реже публикуются, но играют важную роль в понимании природных процессов.