Mô hình OH 24 giờ trong tháng 7 theo dõi với ánh sáng mặt trời trên toàn cầu. Mức độ OH cao hơn trên vùng dân cư có khả năng từ việc tái chế OH với sự có mặt của NO và NO2, là các chất gây ô nhiễm phổ biến từ xe hơi và công nghiệp.

Một phân tử đơn giản trong khí quyển hoạt động như một “chất tẩy rửa” để phân hủy khí mê-tan và các khí nhà kính khác đã được tìm thấy để duy trì sự ổn định toàn cầu khi đối mặt với lượng phát thải tăng cao, theo nghiên cứu mới của NASA. Hiểu được vai trò của phân tử này trong khí quyển là rất quan trọng trong việc xác định tuổi thọ của metan (chất đóng góp đáng kể cho biến đổi khí hậu).

Gốc hydroxyl (OH), một phân tử được tạo thành từ một nguyên tử hydro, một nguyên tử ôxy với một electron tự do là một trong những loại khí phản ứng mạnh nhất trong khí quyển và thường xuyên phá vỡ các khí khác. Bằng cách này OH là sự ngăn trở chính nồng độ khí mê-tan, một loại khí nhà kính chỉ đứng sau khí cacbon dioxit góp phần làm tăng nhiệt độ toàn cầu.

“Nồng độ OH khá ổn định theo thời gian”, nhà hóa học khí quyển và tác giả chính Julie Nicely, làm việc tại NASA’s Goddard Space Flight Center cho biết. “Khi OH phản ứng với mêtan, nó không nhất thiết sẽ biến mất khi có sự hiện diện các loại khí khác, đặc biệt là nitơ oxit (NO và NO2). Các sản phẩm phân hủy phản ứng với mêtan sẽ lại phản ứng với NO hoặc NO2 để tái tạo OH vào bầu khí quyển. ”

Nitơ oxit là một trong những loại khí góp phần tái chế OH trở lại bầu khí quyển, theo nghiên cứu của Nicely, được công bố trên tạp chí Journal of Geophysical Research. Cô và các cộng sự đã sử dụng một mô hình máy tính sử dụng các quan sát vệ tinh của các loại khí khác nhau từ năm 1980 đến 2015 để mô phỏng các nguồn có thể của OH trong khí quyển. Chúng bao gồm các phản ứng với các oxit nitơ nói trên, hơi nước và ozon. Họ cũng đã thử nghiệm một nguồn tiềm năng bất thường mới của OH: sự mở rộng của các vùng nhiệt đới trên Trái đất.

OH trong khí quyển cũng hình thành khi tia cực tím phóng tới bầu khí quyển thấp và phản ứng với hơi nước (H2O) và ozone (O3) để tạo thành hai phân tử OH. Trên vùng nhiệt đới, hơi nước và tia cực tím rất phong phú. Các vùng nhiệt đới, trải dài trên các khu vực hai bên đường xích đạo Trái Đất, đã cho thấy một số bằng chứng về việc mở rộng xa hơn về phía bắc và nam, có thể do nhiệt độ tăng lên ảnh hưởng đến các sự tuần hoàn và lưu thông không khí. Điều này có nghĩa là vùng nhiệt đới được tạo ra sẽ có khả năng tăng theo thời gian, dẫn đến lượng OH cao hơn trong khí quyển. Quá trình mở rộng nhiệt đới này chậm, chỉ mở rộng từ 0,5 – 1 vĩ độ mỗi 10 năm. Nhưng hiệu ứng nhỏ vẫn có thể là quan trọng, theo Nicely.

Cô và nhóm của cô phát hiện ra rằng, nếu tách riêng, hiệu ứng mở rộng nhiệt đới hay OH tái chế thông qua phản ứng hóa học mỗi loại chỉ chứa một nguồn OH tương đối nhỏ, nhưng gộp chung lại chúng có thể  tương đương cho lượng OH trong quá trình phân hủy mêtan.

“Sự thiếu vắng của một xu hướng toàn cầu OH là đáng ngạc nhiên”, nhà hóa học khí quyển Tom Hanisco tại Goddard, người không tham gia vào nghiên cứu cho biết. “Hầu hết các mô hình dự đoán một ” hiệu ứng phản hồi ” giữa OH và mêtan. Trong phản ứng của OH với mêtan, OH cũng bị loại bỏ. Sự gia tăng NO2 và các nguồn OH khác, chẳng hạn như ozone, hủy bỏ hiệu ứng mong đợi này.” Nhưng khi nghiên cứu này xem xét ba mươi lăm năm qua, sẽ không đảm bảo rằng: tương lai OH sẽ tiếp tục tái chế theo cùng một cách, trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu, ông nói.

Cuối cùng, Nicely xem kết quả như là một cách để tinh chỉnh và cập nhật các giả định được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu và nhà mô hình khí hậu mô tả và dự đoán cách OH và mêtan tương tác trong bầu khí quyển. “Điều này có thể làm rõ thêm về vấn đề nồng độ khí mê-tan sẽ tiếp tục tăng trong tương lai hay không? Hay sẽ giảm? Đây là câu hỏi lớn về khí hậu trong tương lai mà chúng ta không biết câu trả lời”.

Nghiên cứu này sử dụng dữ liệu từ:

  • Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS)
  • Ozone Monitoring Instrument aboard NASA’s Aura satellite
  • Atmospheric Infrared Sounder aboard NASA’s Aqua satellite
  • NOAA Cooperative Global Air Sampling Network
  • Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications
  • Global Model Initiative chemical transport model

Nguồn: https://www.nasa.gov