I en första studie någonsin med ozondata som samlats in av kommersiella flygplan, forskare från Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) vid University of Colorado Boulder fann att halterna av föroreningarna i den lägsta delen av jordens atmosfär har ökat över norra halvklotet under de senaste 20 åren. Det är även när skärpta kontroller av utsläpp av ozonprekursorer har sänkt marknivån ozon på vissa ställen, inklusive Nordamerika och Europa.

Troposfäriskt ozon - ozon mellan jordens yta och 12 till 15 kilometer över jorden - är en växthusgas och luftförorening som, på höga nivåer, kan skada människors lungor och skada växter.

I en studie publicerad idag i tidskriften Vetenskapliga framsteg , laget fann en övergripande ökning av ozonnivåer ovanför norra halvklotet. "Det är en stor sak eftersom det betyder att när vi försöker begränsa vår förorening lokalt, det kanske inte fungerar så bra som vi trodde, "sa Audrey Gaudel, en CIRES -forskare som arbetar i NOAA Chemical Sciences Laboratory och studiens huvudförfattare. Hon och hennes kollegor dokumenterade de största ozonökningarna i tropikerna, Gaudel sa, noterar att ozon som exporteras från tropikerna kan driva ökningar över andra områden på norra halvklotet.

Gaudel och hennes medförfattare, CIRES -forskare i NOAA och internationella kollegor, fann också de mest slående ökningarna i områden där ozonhalterna en gång var lägst:Malaysia/Indonesien, Sydostasien och Indien, till exempel. Dessa regioner hade mycket låga ozonvärden mellan 1994-2004, och mycket höga nivåer de senaste åren, mellan 2011-2016.

Tidigare studier kunde inte dra fasta slutsatser om ozonstrender på norra halvklotet, enligt Gaudel, eftersom det finns för få långsiktiga övervakningsplatser och för att nya satelliter med nästan global täckning har gett motstridiga resultat om ozonstrender.

Så forskarna vände sig till flygplansdata från Europas In-Service Aircraft för programmet Global Observing System (IAGOS). "Sedan 1994 har IAGOS har mätt ozon över hela världen med samma instrument på varje plan, ger oss konsekventa mätningar över tid och rum från jordens yta till den övre troposfären, "Sa Gaudel. Mellan 1994 och 2016, kommersiella flygplan fångade 34, 600 ozonprofiler, eller cirka fyra profiler varje dag.

Gaudel och hennes kollegor använde dessa mätningar för att beräkna förändringar i troposfäriskt ozon från mitten av 1990-talet till 2016 över 11 regioner på norra halvklotet. De fann en övergripande ökning av ozon i alla regioner där de tittade, inklusive fyra på mitten av breddgraderna, två i subtropen, två i tropikerna och tre ekvatorialregioner. I genomsnitt, medianvärdena för ozon hade ökat med 5% per decennium.

I den så kallade "nedre troposfären, "som är närmare jordens yta, ozon har minskat över vissa regioner på mittbredd, inklusive Europa och USA, där utsläpp av ozonprekursor har minskat. Forskarna fann att dessa minskningar kompenserades av ökningar högre i troposfären - med nettoresultatet som en total ökning av ozon från ytan till 12 km.

För att förstå vad som orsakade de observerade ozonförändringarna, forskarna tittade på utsläppsinventeringen för en av de viktigaste ozonprekursorerna-kväveoxider (NOx)-som används som input för den globala kemitransportmodellen MERRA-2 GMI, som återger IAGOS -mätningarna exakt. Modellen visade att ökade antropogena utsläpp i troperna sannolikt driver den observerade ökningen av ozon på norra halvklotet.

Nästa, Gaudel vill titta närmare på ozon i tropikerna. Afrika kan växa fram som en global hotspot för föregångare till luftföroreningar, till exempel, och IAGOS -data kommer att låta henne gräva djupare i den kontinentens roll i de senaste trenderna. Hon kommer också att jämföra tropiska ozonmätningar från IAGOS, tagit ovanför förorenade regioner, med mätningar från fältkampanjen NASA Atmospheric Tomography (ATom), som mätte spårgaser och aerosolpartiklar i mer avlägsna, mindre förorenade regioner inklusive tropikerna. Och hon kommer att titta på mått från TROPOMI, ett instrument ombord på en European Space Agency -satellit som samlar information om atmosfärisk sammansättning.

"Vi vill förstå ozonens variation och dess föregångare och effekterna av förorenade regioner på avlägsna regioner, "Sa Gaudel." Så vi använder de bästa verktygen vi har, inklusive IAGOS, ATom -data och TROPOMI -data, att få profiler och kolonner av ozon och dess föregångare från olika typer av mänskliga aktiviteter och naturkällor. "