Новое исследование NASA в области природных циклов озона предполагает, что на урони озона в самой низкой части атмосферы Земли, вероятней всего, практически не повлияет будущее усиление циркуляции ветров, транспортирующих озон межу двумя самыми низкими слоями атмосферы Земли.
Результаты проведенного исследования весьма порадовали учёных, так как человек и растения существенно страдают от воздействия озона, находящегося вблизи поверхности Земли. Значительное увеличение озона в приповерхностном слое атмосферы нашей планеты- тропосфере — также приводит к дополнительному нагреванию климата, потому что озон относится к категории парниковых газов.
Исследование, в рамках которого изучались естественные «взлёты» и «падения» уровня озона в тропосфере и стратосфере, увеличивает возможности учёных прогнозировать будущие изменения концентрации озона в тропосфере Земли. Подобного рода информация полезна для разработки эффективной политики в области климата и качества воздуха.
Jessica Neu из Лаборатории реактивного движения, которая специализируется на изучении атмосферы нашей планеты, вместе со своими коллегами использовала данные спутников NASA, дабы показать, что краткосрочные периодические усиления и ослабления циркуляции ветров в стратосфере Земли — слое прямо над тропосферой — составляют порядка половины наблюдаемых ежегодных изменений в количестве тропосферного озона в северных средних широтах Земли. Именно в этих широтах находится Северная Америка, большая часть Европы и Центральная Азия. При проведении первой в своем роде оценки учёные подсчитали, что 40-%-ные изменения в силе стратосферных ветров увеличивают уровень тропосферного озона в среднем примерно на 2% в северных средних широтах Земли на высоте порядка 5 тысяч метров. Результаты проведенного исследования были опубликованы в апрельском выпуске журнала «Nature Geoscience».
Несмотря на то, что изменения в 2%, на первый взгляд, кажутся незначительными, они представляют собой серьёзные естественные изменения в тропосферном озоне, который характеризуется существенные сезонными изменениями.
Модели мирового климата проектируют стратосферные циркуляции ветра, представляющие особый интерес для Jessica Neu и её коллег. Согласно моделям, циркуляция ветров усилится примерно на 30% в ближайшие 100 лет в ответ на увеличение выбросов парниковых газов, но вот какое воздействие этот процесс окажет на тропосферный озон, учёные могли только догадываться.
По словам Neu, если соотношение между тропосферным озоном и ускорением глобальной циркуляции ветра в стратосфере будет сохраняться и в дальнейшем, то долгосрочные изменения в стратосферных ветрах вряд ли будут оказывать существенное влияние на долгосрочные изменения в тропосферном озоне в будущем.
Исследователи изучили изменения в устоявшейся глобальной циркуляции ветра в стратосфере. Подобно воде в фонтанах, ветра в тропиках поднимаются и движутся к полюсам Земли, после чего спускаются по средним и высоким широтам. В этих регионах, «спускающийся» воздух переносит озон между стратосферой и тропосферой.
Для количественной оценки того, как озон реагирует на изменения в циркуляции ветров, Neu и её коллеги исследовали два природных явления, которые, как известно, могут способствовать краткосрочным изменениям циркуляции: Эль-Ниньо (Южная осцилляция) и стратосферную Квазидвухлетнюю осцилляцию (Quasi-Biennial Oscillation). В рамках исследования, учёные сфокусировали своем внимание на северных средних широтах, потому что именно в них преимущественная часть стратосферического озона поступает в тропосферу
Исследователи использовали данные о концентрации водяного пара, собранные прибором Microwave Limb Sounder (MLS) спутника NASA «Aura» в период с 2005 по 2010 года, дабы вывести изменения циркуляции ветра, управляющего этими двумя природными явлениями. Они сравнили величину и периоды получения данных с измерениями стратосферического и тропосферного озона MLS спутника «Aura» и прибора Tropospheric Emission Spectrometer (TES). Управляет обоими приборами лаборатория Реактивного движения.
По словам Anne Douglass, координатора проекта «Aura» из Goddard Space Flight Center, проведенное исследование впечатляет, так как оно демонстрирует связь между стратосферой и тропосферой в самых различных временных масштабах.
Хотя механизмы, которые изменяют циркуляцию ветра в течении всего 6 месяцев, такие как Эль-Ниньо (Южная осцилляция), отличаются от тех, которые изменяют циркуляцию в течении столетия, разница, «вероятно, никоем образом не скажется на тропосферном озоне», отмечает Neu.
