L'output del modello della produzione primaria OH su un periodo di 24 ore a luglio segue la luce solare in tutto il mondo. Livelli più elevati di OH su terreni popolati sono probabilmente dovuti al riciclaggio di OH in presenza di NO e NO 2 , che sono inquinanti comuni dalle automobili e dall'industria. Credito:NASA / Julie Nicely
È stato scoperto che una semplice molecola nell'atmosfera che funge da "detergente" per degradare il metano e altri gas serra si ricicla per mantenere una presenza globale stabile di fronte all'aumento delle emissioni, secondo una nuova ricerca della NASA. Comprendere il suo ruolo nell'atmosfera è fondamentale per determinare la durata del metano, un potente contributore al cambiamento climatico.
Il radicale idrossile (OH), una molecola costituita da un atomo di idrogeno, un atomo di ossigeno con un elettrone libero (o spaiato) è uno dei gas più reattivi nell'atmosfera e scompone regolarmente altri gas, terminare effettivamente la loro vita. In questo modo OH è il principale controllo sulla concentrazione di metano, un potente gas serra che è secondo solo all'anidride carbonica nel contribuire all'aumento delle temperature globali.
Con l'aumento delle emissioni di metano in atmosfera, gli scienziati storicamente pensavano che potesse causare l'esaurimento della quantità di radicali idrossilici su scala globale e, di conseguenza, allungare la vita del metano, attualmente stimata in nove anni. Però, oltre a guardare a livello globale le fonti primarie di OH e la quantità di metano e altri gas che scompone, questa nuova ricerca tiene conto delle fonti secondarie di OH, riciclaggio che avviene dopo che l'OH rompe il metano e si riforma in presenza di altri gas, che è stato osservato su scala regionale in precedenza.
"Le concentrazioni di OH sono abbastanza stabili nel tempo, " ha detto il chimico atmosferico e autore principale Julie Nicely al Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "Quando l'OH reagisce con il metano non scompare necessariamente in presenza di altri gas, in particolare gli ossidi di azoto (NO e NO 2 ). I prodotti di degradazione della sua reazione con il metano reagiscono con NO o NO 2 riformare OH. Quindi OH può essere riciclato nell'atmosfera".
Gli ossidi di azoto sono un insieme di diversi gas che contribuiscono a riciclare l'OH nell'atmosfera, secondo la ricerca di Nicely, pubblicato in Journal of Geophysical Research:Atmospheres . Lei e i suoi colleghi hanno utilizzato un modello computerizzato informato dalle osservazioni satellitari di vari gas dal 1980 al 2015 per simulare le possibili fonti di OH nell'atmosfera. Questi includono reazioni con i suddetti ossidi di azoto, vapore acqueo e ozono. Hanno anche testato una potenziale fonte insolita di nuovo OH:l'allargamento delle regioni tropicali sulla Terra.
OH nell'atmosfera si forma anche quando la luce solare ultravioletta raggiunge la bassa atmosfera e reagisce con il vapore acqueo (H 2 O) e ozono (O 3 ) per formare due molecole di OH. Oltre i tropici, il vapore acqueo e la luce solare ultravioletta sono abbondanti. I tropici, che abbracciano la regione della Terra ai due lati dell'equatore, hanno mostrato alcune prove di allargamento più a nord e a sud della loro attuale gamma, probabilmente a causa dell'aumento delle temperature che influenzano i modelli di circolazione dell'aria. Ciò significa che la regione tropicale innescata per la creazione di OH aumenterà potenzialmente nel tempo, portando ad una maggiore quantità di OH nell'atmosfera. Questo processo di allargamento tropicale è lento, però, espandendo solo da 0,5 a 1 grado di latitudine ogni 10 anni. Ma il piccolo effetto può ancora essere importante, secondo Nicely.
Lei e il suo team hanno scoperto che, individualmente, l'effetto di allargamento tropicale e il riciclo di OH attraverso reazioni con altri gas comprendono ciascuno una fonte relativamente piccola di OH, ma insieme sostituiscono essenzialmente l'OH consumato nella decomposizione del metano.
"L'assenza di una tendenza nell'OH globale è sorprendente, " ha detto il chimico atmosferico Tom Hanisco a Goddard che non è stato coinvolto nella ricerca. "La maggior parte dei modelli prevede un "effetto di feedback" tra OH e metano. Nella reazione di OH con metano, Anche OH viene rimosso. L'aumento di NO 2 e altre fonti di OH, come l'ozono, annullare questo effetto atteso." Ma poiché questo studio guarda agli ultimi trentacinque anni, non è garantito che, poiché l'atmosfera continua ad evolversi con il cambiamento climatico globale, i livelli di OH continueranno a riciclarsi allo stesso modo in futuro, Egli ha detto.
In definitiva, Considera piacevolmente i risultati come un modo per mettere a punto e aggiornare le ipotesi fatte da ricercatori e modellisti climatici che descrivono e prevedono come OH e metano interagiscono in tutta l'atmosfera. "Questo potrebbe aggiungere chiarimenti sulla questione se le concentrazioni di metano continueranno ad aumentare in futuro? O si stabilizzeranno, o forse anche diminuire? Questa è una domanda importante sul clima futuro di cui non sappiamo davvero la risposta, " lei disse.
