Бром як новий вбивця озону номер один

Точне вимірювання нітрату брому в стратосфері вперше

Концентрації нітрату брому, виміряні вперше за допомогою MIPAS, показують чітке коливання дня та ночі. © Науково-дослідний центр Карлсруе
читати вголос

Вченим вперше вдалося виміряти концентрацію нітрату брому в слітовій газі в стратосфері. Газ є найважливішим фактором руйнування озонового шару - тим часом навіть більш ефективним, ніж сполуки хлору.

Бром - найважливіша речовина для руйнування озону в стратосфері після хлору. Незважаючи на значно меншу концентрацію, він є головним фактором каталітичного виснаження озону галогенними сполуками в стратосфері після хлору. Викиди речовин, що містять хлор, регулюються міжнародними договорами. Через зменшення концентрації хлору роль брому в стратосферній хімії озону стає все більш важливою.

Бром як ефективний вбивця озону

Крім того, бром має більш високий потенціал для руйнування озону, ніж хлор, тому що набагато простіше перетворити його зі свого бромірованого нітратного резервуару в активну форму, потрапляючи до світла, ніж хлор із його резервуару з хлорної селітри. У резервуарній формі обидва галогени не здатні руйнувати стратосферний озон. Тільки при перетворенні їх в оксиди під впливом світла вони доступні як каталізатори руйнування озону.

Неорганічна сполука брому, оксид брому, була виявлена ​​в атмосфері 20 років тому. Вперше вчені з Карлсруеського технологічного інституту (KIT) виявили нітрат брому, який є основним резервуаром газу для брому в стратосфері.

Вимірювання за допомогою екологічного супутника

"Доказ прийшов з інфрачервоного спектрометра MIPAS, який обертався навколо Землі на європейському екологічному супутнику Envisat. У інфрачервоних спектрах високої роздільної здатності нам вдалося визначити спектральний відбиток нітрату брому, - пояснює Майкл Хепфнер з Інституту метеорології та кліматичних досліджень КІТ. "Оскільки підпис нітрату брому настільки слабкий, спектри довелося підсумовувати протягом місяця. Це перше виявлення нітрату брому в атмосфері стало можливим також лише завдяки тісній співпраці з колегами з Парижа, які раніше вимірювали необхідні довідкові дані в лабораторії для нас. "

Атмосферний дослідний прилад MIPAS (Мікельсон Інтерферометр для пасивного атмосферного зондування) - один з основних інструментів на борту європейського екологічного супутника Envisat, який здійснює обхід Землі з 2002 року. MIPAS одночасно вимірює вертикальні температурні профілі та понад 30 атмосферних слідових газів. Крім озону та водяної пари, до них відносяться важливі для атмосфери оксиди азоту, які, крім усього іншого, визначають хімію озону, або різні хлорфторуглеводороди (ХФУ).

Оскільки MIPAS вимірює інфрачервоне випромінювання, яке випромінюють молекули (теплове випромінювання), воно може записувати спектри як вдень, так і вночі. Вимірювання охоплюють землю від полюса до полюса; Зокрема, дані можуть бути отримані за інших важкодоступних полярних зимових періодів.

Концентрації вказують на невідомі джерела брому

Бромна селітра була зареєстрована в межах від 20 до 40 кілометрів. Виміряні концентрації досягають значень до 25 pptv вночі (25 трлн частин), вдень вони нижче 10 pptv. Ці коливання пояснюються хімією сполуки, оскільки нітрат брому сонячним світлом перетворюється в оксид брому і тому може бути виявлений у нижчих концентраціях протягом доби.

Концентрації нітрату брому, виміряні MIPAS, дуже добре відповідають очікуваним значенням, заснованим на модельних розрахунках, які дослідники отримали з попередніх вимірювань оксиду брому. Це підтверджує, з одного боку, моделі стратосферної хімії. З іншого боку, нові вимірювання дозволяють краще оцінити загальний вміст брому в стратосфері.

Бром виводиться в атмосферу у вигляді довгоживучих органічних сполук природними та штучними джерелами на землі та транспортується вгору. Через область тропопаузи вона досягає стратосфери. Нові вимірювання дозволяють припустити, що відомі джерела брому є недостатніми для пояснення концентрації стратосферного брому.

(Карлсруеський технологічний інститут, 12.02.2009 - НВО)