由一个氢原子、一个氧原子和未配对的电子组成的羟基(OH)基团,是地球大气层中反应性最强的气体之一。对于地球而言,这种个活泼的基团就像空气中的洗涤剂——因为它强烈的反应性,可以分解其他气体。特别是甲烷。甲烷是一种有效的温室气体,在地球大气层中产生温室效应的能力是二氧化碳的20多倍。
正在释放甲烷的湖泊
由美国宇航局(NASA)研究员领导的新研究表明,即使在甲烷排放量增加的情况下,羟基自由基也能自行循环并保持稳定的大气浓度。了解OH的作用对于确定大气中甲烷浓度的变化至关重要。NASA也给出了动画,展示2000年7月1日全球生产的OH浓度随着太阳光在全球的运动变化,这结果来自于大气化学家的模型和NASA戈达德太空飞行中心的研究员。在人口稠密地区,OH的浓度也会比较高。
2016年1月全球甲烷的平均情况
全球甲烷变化情况
最终,科学家们发现,随着时间的推移,OH浓度相当稳定。NASA的研究人员指出,当OH与甲烷反应时,它不一定会消失,尤其是在氮氧化物(NO和NO2)存在的情况下。来自与甲烷反应的分解产物然后与NO或NO2反应可以再次重新形成OH,所以OH可以再生成到大气中。
当太阳光中的紫外线与低层大气中的水蒸气和臭氧反应时,OH也会形成。在热带地区,水汽和紫外线特别丰富。研究表明,由于气温升高和空气流通模式的变化,这个气候区域可能会向北和向南延伸。因此,如果热带地区扩大,这个OH的天然工厂也会随着时间的推移而增长,从而导致全球形成更多的OH。虽然热带范围的扩张过程很慢,每10年大约扩张0.5到1个纬度,但效果可能仍然很重要。
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