Новое понимание влияния биосферы Земли на качество воздуха

Новое исследование под руководством ученых из Университета Миннесоты впервые предоставило глобальные спутниковые измерения одного из важнейших химических веществ, влияющих на атмосферу Земли — изопрена.

Этот природный углеводород выделяется растениями и деревьями в огромных количествах (около 500 млрд кг в год). В атмосфере он вступает в реакцию с загрязняющими веществами антропогенного происхождения, ухудшая качество воздуха. Кроме того, изопрен реагирует с основным атмосферным окислителем — гидроксильными радикалами (OH), — снижая способность атмосферы к самоочищению от загрязнителей и парниковых газов. До сих пор оценки выбросов изопрена были крайне неопределенными из-за недостатка наземных измерений.

Используя данные спутникового сенсора Cross-track Infrared Sounder (CrIS) и методы машинного обучения, исследователи впервые получили глобальные измерения концентрации изопрена из космоса. Комбинируя эти данные с атмосферным моделированием, они проверили современные научные представления. Исследование будет опубликовано 9 сентября в журнале Nature.

Новые измерения позволили впервые оценить из космоса содержание радикалов OH над регионами-источниками изопрена. Наблюдения подтвердили недавние лабораторные данные: выбросы изопрена действительно снижают концентрацию OH в атмосфере, но не так сильно, как считалось ранее. Следовательно, атмосфера сохраняет значительную способность к самоочищению даже в присутствии природного изопрена.

Исследование выявило ключевые расхождения с моделями:

• В Амазонии спутниковые измерения показали, что модели сильно завышают концентрации изопрена, что указывает на необходимость лучшего понимания тропических выбросов.
• В Южной Африке данные CrIS обнаружили крупную "горячую точку" изопрена, которую не предсказывали наземные модели, что требует изучения источников в этом малоисследованном регионе.

"Эти новые спутниковые измерения показывают, что, хотя наше понимание химии изопрена становится довольно хорошим, нам еще многое предстоит узнать о том, как выбросы изопрена различаются в разных экосистемах Земли", — отметила исследователь Келли Уэллс. Работа закладывает основу для многолетних исследований и поможет улучшить атмосферные модели для более точного прогнозирования качества воздуха в меняющемся климате.