在过去的二十年里，北半球的臭氧增加了

科罗拉多博尔德大学(University Of Colorado Boulder)环境科学合作研究所(CIRES)的研究人员首次使用商用飞机收集的臭氧数据进行了一项研究，他们发现，在过去20年里，整个北半球地球大气层最底层的污染物水平都有所上升。尽管对臭氧前体排放的严格控制已经降低了一些地方的地面臭氧水平，包括北美和欧洲。对流层--地球表面和距地面12到15公里之间的臭氧--是一种温室气体和空气污染物，浓度过高会损害人类的肺部和植物。

在今天发表在“科学进展”杂志上的一项研究中，研究小组发现，北半球上空的臭氧水平总体上有所增加。这是一件大事，因为这意味着，当我们试图在当地限制污染时，它可能不会像我们想象的那样奏效，在NOAA化学科学实验室工作的CIRES科学家、这项研究的主要作者奥德丽·高德尔(Audrey Gaudel)说。她和她的同事记录了热带地区臭氧增加最多的情况，Gaudel说，并指出从热带输出的臭氧可能比北半球其他地区更能推动臭氧增加。

Gaudel和她的合著者，美国国家海洋和大气局(NOAA)的CIRES科学家和国际同事也发现，臭氧水平曾经最低的地区也出现了最惊人的增长：例如，马来西亚/印度尼西亚、东南亚和印度。在1994-2004年间，这些地区的臭氧值非常低，而在2011-2016年间，这些地区近年来的臭氧层水平非常高。

根据Gaudel的说法，之前的研究无法就北半球的臭氧趋势得出明确的结论，因为长期监测点太少，而且新的近全球覆盖的卫星提供了相互矛盾的臭氧趋势结果。

因此，研究人员求助于来自欧洲全球观测系统(IAGOS)计划的现役飞机的飞机数据。高德尔说，自1994年以来，IAGOS在每个平面上使用相同的仪器测量了全球范围内的臭氧，使我们在从地球表面到对流层上层的时间和空间上都得到了一致的测量。在1994至2016年间，捕获了34,600个臭氧剖面，约合每天4个剖面。

Gaudel和她的同事们使用这些测量方法计算了北半球11个地区从20世纪90年代中期到2016年的变化。他们发现，在他们观察的所有地区，臭氧总体上都有所增加，其中中纬度地区有4个，亚热带地区有2个，热带地区有2个，赤道地区有3个。平均而言，臭氧值的中位数每十年增加5%。

在离地球表面较近的所谓的对流层下部，臭氧在一些中纬度地区已经减少，包括欧洲和美国，那里的臭氧前体排放已经减少。研究人员发现，这些减少被对流层更高的增加所抵消-最终结果是从地面到12公里的臭氧总量增加。

为了了解是什么导致了观察到的臭氧变化，研究人员查看了主要臭氧前体之一-氮氧化物(NOx)-的排放清单，该清单用作全球化学传输模型MERRA-2 GMI的输入，该模型准确地再现了IAGOS的测量结果。该模型显示，热带地区人为排放的增加可能推动了观测到的北半球臭氧的增加。

接下来，高德尔想要更仔细地观察热带地区的臭氧。例如，非洲可能正在成为空气污染前兆的全球热点，IAGOS的数据将让她更深入地挖掘非洲大陆在最近趋势中所扮演的角色。她还将比较IAGOS在污染地区上空测量的热带臭氧，与NASA大气断层成像(ATOM)实地活动的测量结果进行比较，后者测量了更偏远、污染更少的地区(包括热带地区)的微量气体和气溶胶粒子。她还将查看Tropomi的测量结果，Tropomi是欧洲航天局一颗卫星上的一台仪器，用于收集大气成分的信息。

高德尔说：“我们想要了解臭氧及其前体的可变性，以及污染地区对偏远地区的影响。”因此，我们正在使用我们拥有的最好的工具，包括IAGOS、原子数据和Tropomi数据，从不同类型的人类活动和自然来源获取臭氧及其前体的剖面和柱。更多信息：自20世纪90年代以来的飞机观测显示，北半球多个地点的对流层臭氧增加(2020)。Doi：10.1126/scrisAdv.aba8272