Локдаун во время пандемии коронавируса привёл к сокращению локальных выбросов оксидов азота, и это неожиданно быстро повлияло на концентрацию озона в глобальном масштабе.
Учёными из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) проведено исследование, и оно показало следующее.
Поскольку в начале 2020 года пандемия коронавируса сильно затормозила активность мировой экономики, выбросы оксидов азота (NOx), которые участвуют в образовании опасного для климата и здоровья людей озона, во всём мире сократились на 15%, а в некоторых местах локально снизились на 50%.
В результате уменьшения выбросов NOx к июню 2020 года глобальное содержание озона сократилось до уровня, на достижение которого при использовании стандартных методов, таких как нормативные акты, потребовалось бы не менее 15 лет.
Исследование показывает, что инновационные технологии и другие решения, направленные на сокращение выбросов NOx на локальном уровне, обладают потенциалом для быстрого улучшения качества воздуха и глобального климата.
Работа была опубликована в журнале Science Advances ("Научные достижения").
Озон защищает нас от разрушительной солнечной радиации, когда он находится высоко над Землёй в стратосфере.
Однако, если его много вблизи поверхности земли, это имеет и другие долговременные последствия.
По оценкам, в 2019 году озон в нижних слоях атмосферы стал причиной 365000 смертей по всему миру, оказав негативное воздействие на лёгкие уязвимых людей, таких как маленькие дети и люди, страдающие астмой.
Точно так же он повреждает дыхательную систему растений и ухудшает их способность к фотосинтезу, что негативно влияет на рост растений и урожайность сельскохозяйственных культур.
А в верхней части тропосферы озон является мощным парниковым газом, повышающим глобальную температуру.
Когда мир оказался в изоляции, у учёных появилась беспрецедентная возможность изучить влияние человеческой деятельности на естественные процессы системы Земли в региональном и глобальном масштабах.
Группа международных исследователей во главе с учёным из JPL Казуюки Миядзаки использовала эту возможность для исследования двух основных оксидов азота: моноксида и диоксида, которые в совокупности называются NOx.
Учёные проложили цепочку событий от сокращения сжигания ископаемого топлива во время локдауна до уменьшения локальных выбросов NOx и, наконец, до снижения глобального загрязнения тропосферы озоном.
Чем более строгими являются ограничения, вводимые странами, тем сильнее сокращаются выбросы.
Например, в некоторых городах Китая режим изоляции в начале февраля 2020 года привёл к снижению выбросов NOx на 50% за несколько недель; весной этого года в большинстве штатов США выбросы сократились на 25%.
Общим результатом уменьшения выбросов NOx стало снижение глобальной концентрации озона на 2% - это вдвое меньше, чем ожидалось даже за 30-летний период при наиболее агрессивных мерах по контролю за выбросами NOx, рассмотренных Межправительственной группой экспертов по изменению климата.
Сокращение концентрации озона в результате уменьшения выбросов NOx быстро распространилось по всей атмосфере Земли, в том числе и в нижних слоях атмосферы высотой более 10 километров от поверхности.
Реакции, которые превращают NOx в озон, требуют солнечного света и зависят от многих дополнительных факторов, таких как погода и содержание других химических веществ в воздухе.
Эти факторы настолько взаимосвязаны, что в некоторых случаях сокращение выбросов NOx фактически увеличивает концентрацию озона.
Таким образом, исследователи не могут предсказать изменение концентрации озона только на основе данных о выбросах NOx. Это требует более тщательного анализа, подобного данному исследованию.
Учёные использовали измерения концентрации NOx, озона и других атмосферных газов, полученные пятью спутниками мониторинга Земли.
Они загрузили данные многочисленных спутниковых наблюдений в четыре численные модели атмосферных химических реакций и погоды, используя систему анализа данных, разработанную в JPL.
Исследователи обнаружили, что симуляционные изменения в атмосфере хорошо согласуются со спутниковыми наблюдениями и воспроизводят известные увеличения и сокращения выбросов в зависимости от входа различных регионов в режим локдауна и выхода из него.
Эти результаты указывают на то, что и выбросы NOx, и глобальная концентрация озона снова будут увеличиваться по мере того, как мировая экономика набирает обороты.
"Наша система анализа смогла детально зафиксировать изменения в выбросах по всему миру, - говорит Миядзаки. - Сложный и беспрецедентный характер этой работы свидетельствует о совершенствовании спутникового мониторинга в интересах общества".
Эта новая возможность объединения нескольких типов спутниковых наблюдений и моделей уже открывает новое понимание атмосферы Земли и её изменений.
В исследовательскую группу также вошли учёные из Японского агентства морских и геологических наук и технологий в Иокогаме и Королевского нидерландского метеорологического института в Де Билте.
Источник: https:// www.nasa.gov/ feature/ jpl/ local-lockdowns-brought- fast-global-ozone- reductions-nasa-finds/