Billedkredit: NASA
En række NASA-satellitter måler ozonniveauer i jordens atmosfære med en sådan præcision, at de kan fortælle, hvor det naturligt forekommer, og hvor det er forårsaget af forurening. Satellittene inkluderede NASAs Terra, måling af tropisk regnmængde, Earth Probe / TOMS og ESAs ERS-2-satellit, og de var i stand til at registrere brande og lynnedslag rundt omkring i verden. Forskere blev overrasket over at finde ud af, at større mængder ozon over det tropiske Atlanterhav faktisk blev dannet af lynnedslag og ikke forurening som oprindeligt.
Om sommeren dannes ozon nær Jordens overflade i de fleste store amerikanske byer, når sollys og varme blandes med biludstødning og anden forurening, hvilket får sundhedsembedsmænd til at udsende "ozonalarmer." Men i andre dele af verden, såsom det tropiske Atlanterhav, ser denne lave ozon ud til at stamme naturligt på måder, der har efterladt forskere forundret. Nu kan NASA-finansierede videnskabsfolk, der bruger fire satellitter, fortælle, hvor lavt niveau af ozonforurening kommer fra, og om det var menneskeskabt eller naturligt.
Atmosfærisk videnskabsmand David Edwards og hans kolleger fra National Center for Atmospheric Research (NCAR) og samarbejdspartnere i Canada og Europa har undersøgt dette problem ved hjælp af satellitdata fra tre NASA-rumfartøjer, et fra European Space Agency (ESA), og en computermodel fra NCAR. De blev overrasket over at finde ud af, at en større mængde ozon tæt på overfladen over det tropiske Atlanterhav udvikler sig som et resultat af lyn i stedet for forbrænding af landbrugs- og fossilt brændstof.
Deres fund blev vist i en nylig udgave af American Geophysical Union's Journal of Geophysical Research Atmospheres. Ozondannelsen involverer flere faktorer, såsom lyn og forurening fra forbrænding af landbrugs- og fossilt brændstof, hvorfor det var nyttigt at bruge NASAs flere satellitter til at se på hver side efter tur.
NASA-satellitter inkluderede Terra, den tropiske nedbørsmåling (TRMM) og Earth Probe / TOMS. ESAs ERS-2-satellit blev også brugt til at se på ozon, og NCAR's MOZART-2 (Model for OZone And Related Chemical Tracers) computermodel blev brugt til at simulere den kemiske sammensætning af atmosfæren.
Fordi de forskellige satellitinstrumenter kunne registrere henholdsvis brande, lynnedslag og den deraf følgende forurening og ozon i atmosfæren, gav de et globalt fugleperspektiv af, hvad der foregik, og computermodellen var med til at binde alle brikkerne sammen.
Brande skaber røg og kulilte, og lynet skaber nitrogenoxider (NOx). Alle disse kommer sammen med andre ustabile forbindelser i en kemisk suppe, og sollys hjælper med at udløse reaktionen, der hjælper med at danne ozon. Videnskabsmændene fandt ud af, at i de tidlige dele af året resulterede de intense brande, som landmændene havde sat til landrensning og traditionel dyrkning i det nordvestlige Afrika, lige syd for Sahara-ørkenen, til store mængder forurening, som de kunne spore ved hjælp af satellit billeder, når det spredte sig over Atlanterhavet mod Sydamerika. Denne forurening steg kraftigt ozon i lave højder i nærheden af brande.
Da Edwards og hans kolleger imidlertid kiggede på områder med forhøjede ozonniveauer målt af satellitter og fly over Atlanterhavet syd for ækvator, var de mere overraskede over at finde ud af, at denne ozon hovedsageligt var forårsaget af lyn snarere end brande.
I andre dele af verden, især nær byer, er ozon nær Jordens overflade ofte fremstillet af forurening som et resultat af industriel forbrænding af fossilt brændstof og biler. At forstå, hvor forureningen kommer fra i begge tilfælde, er vigtig for at forbedre vores luftkvalitet.
NASAs måling af forurening i troposfæren (MOPITT) instrumentet ombord på Terra-satellitten er en fælles NASA / Canadian Space Agency-mission, der målte kuliltekoncentrationer på forskellige niveauer af atmosfæren. TOMS-instrumentet på EP / TOMS målte tropisk troposfærisk ozon over midten af Atlanterhavet. TRMM-satellitten tæller antallet af brande i et område ved hjælp af sin synlige / infrarøde scanner (VIRS) og katalogiserede også lynnedgangsdata fra sin Lightning Imaging Sensor (LIS). Satellitdataene blev derefter fortolket ved hjælp af computermodellen MOZART-2.
Tidligere brugte videnskabsmænd TOMS-observationer for at få en generel idé om, hvor de troposfæriske ozonniveauer var høje, men det var ofte vanskeligt at sige, hvor ozonen kom fra, og hvilken forureningskilde eller den naturlige proces, der førte til dens oprettelse. Først for nylig har de 4 satellitkombinationer gjort det muligt for forskere at foretage denne sondring.
Denne forskning blev finansieret af NASAs Earth Science Enterprise (ESE) i samarbejde med National Science Foundation, sponsor af NCAR. NASAs ESE er dedikeret til at forstå Jorden som et integreret system og anvende Earth System Science for at forbedre forudsigelsen af klima, vejr og naturlige farer ved hjælp af det unikke udsigtspunkt i rummet.
Original kilde: NASA News Release
