Гидроксильный радикал — «моющее средство» для парниковых газов — рециркулирует в атмосфере

Новое исследование NASA показало, что простой гидроксильный радикал (ОН) в атмосфере, который действует как «детергент», разрушая метан и другие парниковые газы, способен к самовосстановлению. Это позволяет ему поддерживать стабильную глобальную концентрацию даже на фоне растущих выбросов. Понимание его роли критически важно для определения времени жизни метана — мощного фактора изменения климата.

Гидроксильный радикал, состоящий из одного атома водорода и одного атома кислорода со свободным электроном, является одним из самых реакционноспособных газов в атмосфере. Он постоянно разрушает другие газы, фактически завершая их жизненный цикл. Таким образом, ОН служит главным регулятором концентрации метана — второго после углекислого газа парникового газа по вкладу в рост глобальных температур. Исторически учёные полагали, что рост выбросов метана приведёт к истощению запасов ОН в глобальном масштабе и, как следствие, к увеличению срока жизни метана (сейчас оцениваемого в девять лет). Однако новое исследование учитывает не только первичные источники ОН, но и его вторичные источники — процесс рециркуляции, когда после реакции с метаном ОН вновь образуется в присутствии других газов.

«Концентрации ОН довольно стабильны во времени, — сказала атмосферный химик и ведущий автор Джули Найсли из Центра космических полётов имени Годдарда NASA. — Когда ОН реагирует с метаном, он не обязательно исчезает в присутствии других газов, особенно оксидов азота (NO и NO₂). Продукты его реакции с метаном взаимодействуют с NO или NO₂, чтобы снова образовать ОН. Таким образом, ОН может рециркулировать обратно в атмосферу». Исследование, опубликованное в Journal of Geophysical Research: Atmospheres, показывает, что оксиды азота — один из наборов газов, способствующих этой рециркуляции. Учёные использовали компьютерную модель, основанную на спутниковых наблюдениях за различными газами с 1980 по 2015 год, и также протестировали необычный потенциальный источник нового ОН — расширение тропической зоны Земли, где много водяного пара и ультрафиолетового света, необходимых для образования ОН.

Исследователи обнаружили, что эффект расширения тропиков (медленный, всего 0,5–1 градус широты за 10 лет) и рециркуляция ОН через реакции с другими газами по отдельности являются относительно небольшими источниками. Однако вместе они практически полностью компенсируют ОН, расходуемый на разрушение метана. «Отсутствие тренда в глобальной концентрации ОН удивительно, — отметил атмосферный химик Том Ханиско, не участвовавший в работе. — Увеличение NO₂ и других источников ОН, таких как озон, компенсирует этот ожидаемый эффект». Однако, поскольку исследование охватывает последние 35 лет, нет гарантии, что по мере изменения атмосферы уровни ОН будут продолжать рециркулировать таким же образом и в будущем.

В конечном счёте, эти результаты помогут уточнить и обновить допущения, используемые в климатических моделях, описывающих взаимодействие ОН и метана. «Это может прояснить вопрос: будут ли концентрации метана продолжать расти в будущем? Стабилизируются или, возможно, даже снизятся? Это главный вопрос относительно будущего климата, на который у нас пока нет ответа», — заключила Найсли.