首次在对流层上检测到氨气的存在

11月18日,德国卡尔斯鲁厄理工学院和美国科罗拉多大学领衔的科学家在《大气化学与大气物理学》期刊(Atmospheric Chemistry and Physics)上发表研究称,他们首次在对流层上部中检测到氨气。

对流层

对流层

在人口不断增长、气候日益变暖的条件下,世界范围内农业等排放的氨气也不断增多。在分析了欧洲环境卫星ENVISAT上搭载的迈克尔逊大气被动探测干涉仪(Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding, MIPAS)红外光谱仪获取的卫星数据后,研究者发现,在亚洲季风区域的12至15千米上空,氨气的含量在增加,这表明氨气在大气气溶胶形成过程中起了一定作用。

氨气是氮和氢形成的化合物,主要来自农业生产过程,尤其是畜牧业和施肥。在100多年前的德国卡尔斯鲁厄市,人工合成氨产业的快速发展使氨作为肥料被广泛应用。由于人口增长和全球变暖,未来全球氨气排放量将可能大幅增加。

氨气可与硫酸或硝酸等反应生成铵盐。铵盐颗粒可相互依附形成气溶胶颗粒,这些颗粒在成云过程中可作为云凝结核。这些人类活动产生的气溶胶颗粒具有致冷效应,可抵消部分温室效应。从这个意义上来说,确定大气层中氨气的垂直分布至关重要。但截至目前,对流层中部和上部以及大气层底部的氨气含量几乎未曾被研究过。

氨气

氨气

在其他区域还没有观测到如此高的氨气含量。“观测结果显示,当空气随着季风环流上升时,氨气并没有被完全冲刷干净,部分氨气从近地面的大气边界层进入对流层上部,导致其氨气相对含量较高,据此可以推测亚洲对流层顶的气溶胶层含有铵盐。”该研究主要作者之一迈克尔·霍普夫纳(Michael H?pfner)说道。

在亚洲季风区域以外的地区,对流层上部的氨含量很低,已经超出最低检测范围。2017年卡尔斯鲁厄理工学院将运用新型红外摄像机GLORIA(Gimballed Limb Observer for Radiance Imaging of the Atmosphere)开展一项关于亚洲季风的大型观测项目。GLORIA可将大气气体产生的热辐射分解成不同的光谱色,从而得出水平、垂直方向上更高时空分辨率的对流层顶、对流层和平流层之间边界层的氨含量。