Kraftfulla monsunvindar, förstärkta av ett värmande klimat, lyfter oväntat stora mängder ozonnedbrytande ämnen högt upp i atmosfären över Östasien, visar ny forskning.
Studien, ledd av U.S. National Science Foundation National Center for Atmospheric Research (NSF NCAR) och NASA, fann att den östasiatiska monsunen levererar mer än dubbelt så hög koncentration av mycket kortlivade ozonnedbrytande ämnen i den övre troposfären och nedre stratosfären än tidigare rapporterat.
Forskargruppen utgick från luftburna observationer som gjordes under en stor asiatisk fältkampanj 2022:Asian Summer Monsoon Chemistry and Climate Impact Project (ACCLIP). Fynden väcker frågor om takten i återhämtningen av ozonskiktet, som skyddar jorden från solens skadliga ultravioletta strålning.
"Det var en riktig överraskning att flyga genom en plym med alla dessa mycket kortlivade ozonnedbrytande ämnen", säger NSF NCAR-forskaren Laura Pan, huvudförfattaren till studien. "Dessa kemikalier kan ha en betydande inverkan på vad som kommer att hända med ozonskiktet, och det är viktigt att kvantifiera dem."
Studien publicerades i Proceedings of the National Academy of Sciences . Uppsatsen, med titeln "Östasiatisk sommarmonsun levererar stora mängder mycket kortlivade organiska klorämnen till den nedre stratosfären", skrevs av ett stort team av internationella forskare.
I tusentals år har människor sett den asiatiska sommarmonsunen som viktig på grund av dess inverkan på lokala samhällen. Nyligen har dock forskare som analyserar satellitobservationer börjat upptäcka att monsunstormar och vindar spelar en ytterligare roll:transporterar föroreningar högt upp i atmosfären, där de kan påverka världens klimatsystem.
ACCLIP undersökte det kemiska innehållet i luft som bars av de två primära monsunerna i regionen - den södra och den östasiatiska monsunen - från jordens yta till så högt upp som stratosfären. Väl på den höjden kan kemikalierna ha långtgående klimatpåverkan eftersom luften i stratosfären sprider sig globalt och finns kvar i månader till år, till skillnad från den lägre atmosfären där luftmassorna vänder varje vecka.
ACCLIP-observationerna avslöjade att den östasiatiska monsunen levererade högre nivåer av föroreningar till den övre atmosfären än den sydasiatiska monsunen under 2022. Forskarna mätte kolmonoxidnivåer på upp till 320 delar per miljard – en anmärkningsvärt hög nivå som finns på höjd på 15 kilometer (cirka 9 miles). Kolmonoxid är ofta ett tecken på industriell förorening, och mätningarna visade att den östasiatiska monsunen var nära anpassad till utsläppen av föroreningar vid ytan.
Pan, Elliot Atlas från University of Miami och deras medförfattare undersökte en klass av kemikalier som kallas mycket kortlivade organiska klorföreningar, som kan förstöra ozon men kvarstår endast under en relativt kort tid i atmosfären (månader till år). ). Däremot finns ozonnedbrytande klorfluorkolväten (CFC) kvar i atmosfären i decennier till århundraden eller mer och ses därför som ett mycket mer betydande hot mot ozonskiktet.
Av den anledningen fokuserade det landmärke Montrealprotokollet från 1987 om ämnen som bryter ned ozonskiktet på att fasa ut CFC och andra långlivade ämnen. Det internationella fördraget och efterföljande revisioner har gjort det möjligt för stratosfäriskt ozon att börja återhämta sig. En bedömning från FN 2022 drog slutsatsen att ozonskiktet, inklusive ett ozonhål över Antarktis, till stor del kommer att återställas under de kommande decennierna.
Montrealprotokollet begränsade dock inte den fortsatta tillverkningen och användningen av mycket kortlivade ozonnedbrytande ämnen. Utsläppen av dessa kemikalier har skjutit i höjden i Syd- och Östasien, inklusive högindustrialiserade regioner i östra Kina.
I ett olyckligt sammanträffande ligger dessa regioner direkt under den östasiatiska monsunen, som, av världens åtta regionala monsuner, är den som förutspås förstärkas mest med den globala uppvärmningen.
Kombinationen av monsunens kraftfulla uppströmmar som inträffar i samma region som de ökande utsläppen av kortlivade klorföreningar har resulterat i att den oväntat höga mängden kemikalier har svepts in i stratosfären.
Analysen av flygplansmätningarna av Pan och hennes medförfattare avslöjade höga halter av fem kortlivade klorföreningar:diklormetan (CH2 Cl2 ), kloroform (CHCl3 ), 1,2-dikloretan (C2 H4 Cl2 tetrakloreten (C2 Cl4 ) och 1,2-diklorpropan (C3 H6 Cl2 ).
Pan sa att mer forskning behövs för att analysera de potentiella konsekvenserna för ozonåtervinning. Tidningen noterar också att forskare kommer att behöva införliva de nya rönen i klimatmodeller, eftersom stratosfäriskt ozon har komplexa effekter på jordens temperatur.
"Dessa nya observationer är viktiga för att identifiera att den östasiatiska monsunen är en viktig väg för stora mängder föroreningar att stiga från ytan till stratosfären," sa Pan.
"Även om vi förväntade oss att observera föroreningspåverkan i regionen, kom mängden mycket kortlivade ozonnedbrytande ämnen som vi faktiskt observerade verkligen som en ganska överraskning. De potentiella effekterna av de höga halterna av dessa kemikalier måste beaktas. för prognoser för både återhämtningen av ozon i stratosfären och klimatförändringar."
Mer information: Laura L. Pan et al, östasiatisk sommarmonsun levererar stora mängder mycket kortlivade organiska klorämnen till den nedre stratosfären, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2318716121
Journalinformation: Proceedings of the National Academy of Sciences
Tillhandahålls av National Center for Atmospheric Research
