Поверхность моря — поглотитель оксидов азота в ночное время
Новые измерения на побережье Южной Калифорнии показали, что поверхность моря поглощает оксиды азота, которые накапливаются в загрязнённом воздухе ночью. Как сообщает команда атмосферных химиков в ранней онлайн-публикации журнала Proceedings of the National Academy of Sciences на неделе 3 марта, океан удаляет около 15% этих соединений за ночь вдоль побережья.
Оксиды азота, образующиеся при сжигании ископаемого топлива, порождают фотохимический смог. Атмосферные химики стремятся учесть судьбу этих молекул в своего рода балансе, определяющем их источники и стоки — способы удаления из воздуха.
«Часто упускаемый из виду путь — это реакция на поверхности моря, — сказал Тим Бертрам, доцент химии Калифорнийского университета в Сан-Диего, руководивший исследованием. — Море имеет солёную, богатую органикой поверхность с потенциалом для разнообразных химических реакций».
Чтобы проследить цикл азота в атмосфере, они изучили пятивалентный оксид азота (N₂O₅), молекулу, образующуюся при окислении оксидов азота. Он может, например, реагировать с хлоридом из морской соли с образованием хлористого нитроила. Когда утром солнечный свет попадает на хлористый нитроил, он регенерирует оксиды азота и высвобождает хлорный радикал, который атакует другие молекулы в реакциях, способных привести к образованию озона.
Мишель Ким, аспирантка из Океанографического института Скриппса, работая с Бертрамом, разместила приборы в конце институтского пирса в Ла-Хойя, Калифорния, для измерения потока этих молекул. В ночь на 20 февраля 2013 года обычный береговой бриз сменился на противоположный, создав чистый морской поток, необходимый для измерения обмена между воздухом и морем. Воздушная масса, которую она измеряла, также содержала выбросы из Лос-Анджелеса, унесённые в море. Это дало Ким возможность измерить судьбу N₂O₅ и его продукта, хлористого нитроила, в течение ночи.
Одновременно измеряя концентрации обеих молекул и турбулентность в воздухе над морской поверхностью, Ким наблюдала чистое движение N₂O₅ в океан, но с удивлением не обнаружила чистого выхода хлористого нитроила в воздух.
«Мы знали из предыдущих работ, что оксиды азота теряются на различных поверхностях — морских брызгах и других аэрозолях, даже снежном покрове, — сказала она. — Это исследование показывает — впервые — что океан является конечным стоком для ночных оксидов азота, а не источником хлористого нитроила в данных условиях отбора проб».
Бертрам отмечает, что это часть миссии его группы — «принять сложность, чтобы изучать реальные системы в их естественном состоянии и взаимосвязь природного мира с нашим влиянием».