Ученые лаборатории изучают сажу в загрязнении мегаполиса

Команда ученых из Лос-Аламоса недавно вернулась из месячной экспедиции по сбору данных в Мехико в рамках международного экологического научного сотрудничества с участием нескольких агентств. Целью кампании в марте было изучение химических и физических превращений газов и аэрозолей в загрязненном выносе из столичного района Мехико. С населением 25 миллионов человек Мехико является крупнейшим городом Северной Америки, так называемым мегаполисом, что делает его отличным полигоном для понимания региональных и глобальных последствий роста урбанизации.

Команда под руководством Манвендры Дубея проводила измерения радиационных и оптических свойств сажи с помощью современного полевого фотоакустического прибора, разработанного в Лос-Аламосе. Ученые также предоставили единственные в Мехико измерения молекулярного водорода. Эти данные предназначены для уникальной количественной оценки атмосферной сажи города, которая представляет собой мельчайшие частицы углерода.

Сажа образуется при сгорании дизельного топлива, биомассы и на электростанциях. Аэрозоли, содержащие сажу, поглощают солнечную радиацию, что вызывает потепление атмосферы. Однако потенциал потепления от сажи определяется сложным взаимодействием с другими антропогенными аэрозолями, такими как сульфаты и органические вещества, которые, рассеивая солнечную радиацию, стремятся компенсировать потепление, вызванное чистой сажей.

Данные уже начинают раскрывать картину окружающей среды Мехико. Обнаружен очень регулярный суточный профиль с пиковыми концентрациями как водорода, так и сажи в ранние утренние часы, вызванными интенсивным движением транспорта и загрязнением у поверхности земли. Уровни водорода достигали 5 ppm, что в 10 раз превышает обычный фоновый уровень. Ученые полагают, что большая часть водорода поступает от автомобилей.

Одной из ключевых задач команды сейчас является интеграция чистых радиационных эффектов всех загрязнителей: углекислого газа, аэрозолей и озона. Наблюдаемые в Мехико изменения количества света, достигающего земли, могут помочь определить потенциал глобального потепления от мегаполиса.

Работа проводилась в рамках кампании MILAGRO (Megacity Initiative: Local and Global Research Observations), которая является частью проекта MIRAGE (Megacity Impacts on Regional and Global Environments). В этом сотрудничестве участвуют ученые из более чем 60 учреждений, включая Министерство энергетики США, Национальный центр атмосферных исследований, Центр Молины по энергетике и окружающей среде и NASA.