由明尼蘇達大學研究人員團隊領導的一項新研究提供了對影響地球大氣的最重要化學物質(zhì)之一的全球衛(wèi)星首次測量結果。

異戊二烯是一種天然的碳氫化合物，每年由植物和樹木排放到大氣中，大約每年5000億公斤。異戊二烯具有化學反應性，一旦進入大氣，它就會與人為污染相結合，對空氣質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。異戊二烯還會與大氣中的主要氧化劑(稱為OH自由基)發(fā)生反應，因此會降低大氣凈化自身污染物和溫室氣體的能力。

科學家們使用大氣模型來預測當前和未來的大氣成分和空氣質(zhì)量，并診斷大氣清除溫室氣體和空氣污染物的能力。但是由于稀疏的地面測量，異戊二烯的排放速率非常不確定，科學家還不確定異戊二烯在多大程度上抑制或維持大氣中OH自由基的作用。

現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)開發(fā)出了有史以來首次來自太空的異戊二烯全球測量方法。研究人員利用跨軌紅外測深儀(CrIS)衛(wèi)星傳感器的觀測結果，開發(fā)了一種檢索方法，該方法使用機器學習來確定世界不同地區(qū)的異戊二烯大氣濃度。他們將這些測量結果與大氣建模相結合，以測試當前對全球異戊二烯排放以及異戊二烯如何影響大氣氧化的科學理解。這項研究將于9月9日星期三在《自然》雜志上發(fā)表。

密西根大學土壤，水和氣候系的教授迪倫·米勒說：“異戊二烯是全球大氣化學最重要的推動力之一。” “這些衛(wèi)星測量結果使人們對地球生物圈和大氣層如何相互作用有了新的認識。”

通過將CrIS異戊二烯測量值與其他衛(wèi)星數(shù)據(jù)相結合，研究人員首次能夠估計異戊二烯源區(qū)域上來自太空的OH的豐度。這些觀察結果支持了最近基于實驗室和理論的發(fā)現(xiàn)：異戊二烯的排放確實降低了大氣中的OH，但強度不如最初所認為的那么強。結果，即使存在天然異戊二烯排放物，大氣也保持了清除其自身污染的顯著能力。將這些測量結果與其他基于天基的數(shù)據(jù)相結合，將為研究OH隨時間的變化打開新的大門。

這項研究為多年研究，研究了季節(jié)間的異戊二烯變化及其對全球大氣的影響奠定了基礎。來自這些新衛(wèi)星測量的信息也可以用于改善當前的大氣模型，以更準確地預測不斷變化的氣候中的空氣質(zhì)量為目標。

研究人員發(fā)現(xiàn)：

異戊二烯的衛(wèi)星測量結果顯示，亞馬遜地區(qū)的模型被高估了。這些差距表明強烈需要更好地了解熱帶異戊二烯和其他反應性化學物質(zhì)的排放。

在南部非洲，CrIS的測量值揭示了一個主要的異戊二烯熱點，而自下而上的預測卻沒有。這表明有必要在這個研究不足的地區(qū)進一步研究異戊二烯的來源。

“這些新的衛(wèi)星測量結果表明，盡管我們對異戊二烯化學的理解越來越好，但我們?nèi)孕枇私夂芏喈愇於┡欧帕吭诘厍虿煌鷳B(tài)系統(tǒng)中的變化情況，”土壤，水利部研究員Kelley Wells說。和M的食品，農(nóng)業(yè)與自然資源科學學院的氣候。