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从南极冰盖重建大度历史:往日150年氢气含量增添七成

2021-8-25 17:34| 发布者: wdb| 查看: 58| 评论: 0|原作者: [db:作者]|来自: [db:来源]

摘要: 从南极冰盖重建大度历史:往日150年氢气含量增添七成,更多技术资讯关注我们。
一项全新探讨显现,大度中的氢气含量在往日150年增添幅度超越70%。该探讨于北京时间8月24日发表在世界知名学术期刊《美国科学院院报》上,论文标题为《H2 in Antarctic firn air: Atmospheric reconstructions and implications for anthropogenic emissions》(南极冰盖中的氢气:大度重建及人为释放的作用),通讯作者为加州大学博士John D. Patterson。为何买了解氢气含量的历史浮动?Patterson对全球新闻(www.89o.cn)记者推荐道,“咱们以为对大度氢气的重建相似于著名的二氧化碳“基林曲线”(反应大度二氧化碳含量浮动的曲线)。自20世纪50年代以来,大家持续监测大度中二氧化碳含量,纪录化石能源燃烧如何增添了二氧化碳水准。可是,对氢气无相似的纪录。”“冰盖的大度重建展现了上个世纪人类如何扰乱大度中的氢气重复。随着氢气成为一个常见燃料,估计人为释放氢气会急剧增添。理解人类如何扰乱氢气的生物地球化学重复,是理解未来释放增添的后果的要紧一步。”(生物地球化学重复:各素材沿着特定的路线从环境映入生物体,又回到环境中)因而,重建往日大度层的氢气水准有助于经过构建基准,量化自产业革命以来的人为释放对全世界氢气的作用水平。氢气在大度中生命为2年,它会作用温室气体生命以及对流层的臭氧水准。例如,它会增添甲烷在大度中的生命。对流层的氢气和羟基(OH)反映会增添臭氧;平流层氢气和羟基的反映会增添水蒸气和超氧化氢,超氧化氢又会破坏平流层的臭氧,臭氧的损耗和极地平流层云分布的改变发生间接辐射效应,水蒸气也会经过增添红外消化发生干脆辐射效应。日前,大度中的氢气丰度平均为 530 ppb(即,十亿分之530)。实质上,大度中的氢气“收支”由当然和人为要素一同打算。全世界范畴内,氢气的第一大来自是甲醛的光解,由甲烷和非甲烷总烃(NMHC,是除甲烷以外全部碳氢化合物的总称) 在大度中氧化造成。其它最重要的来自为化石能源燃烧和生物质燃烧(如秸秆、锯末等)的干脆释放。另外,陆地和海洋中的氮气固定也是氢气一种小来自。从消耗来看,大度中的氢气最重要的被土壤微生物消化,其余被羟基氧化。源于南半球陆地不多,其氢气水准比北半球高约 3%。此项探讨中,探讨人士剖析了南极冰层中的空气,审查了大度中的氢气浓度,重建了往日150年的大度氢气水准。探讨人士在南极洲中部的Megadunes(80.78°S,124.49°E,海拔2,283m)钻取了一种70 m深的冰芯,以收集冰盖空气样本。探讨人士对Megadunes冰芯空气发展测量和建模,重建了1852年至2003年南半球大度的氢气水准。

大度中氢气的重建以及Megadunes冰盖空气深度剖面

“这项探讨中,咱们须要克服两个最重要的阻碍:第一,氢分子很小,它能以很快的速度经过冰晶分散(与许多数其它气体不同)。这对氢气经过冰柱的活动模拟提议了特异的挑战。第二,氢气测量的校准很难题,由于准则简单产生漂移(the standards tend to drift)。这项事业所依赖的测量是在漂移被很好地量化此前发展的。校正测量的校准漂移是咱们事业中一种要紧且具备挑战性的部分。”Patterson显示。论文指明,Megadunes 的大度重建认证了南极冰盖的空气纪录,提供了对氢气历史和冰盖中高渗透性气体传输建模的信心。剖析表达,大度中的氢含量在19世纪中后期维持不变,约为330 ppb,到2003年稳步上升了约70%,至550 ppb。大度氢气的增添幅度与甲烷氧化导致增添和人为释放增添来绝对。车子尾气被以为是人为释放氢气的最重要的来自(预计车子尾气占人为释放氢气的80%以上)。20世纪70年代后,源于空气污染管控愈加严刻、车子尾气催化转化器的运用增添等,车子释放量降低,大度中的一氧化碳水准下调。然则,20 世纪末,大度的氢气水准接着上升。对此,论文指明,非车子的人为氢气释放很可能被低估了,况且须要格外的氢气来自来解释这类上升趋向。

20 世纪全世界氢气来自和大度历史

值得注意的是,闪烁瓶空气测量显现全个 20 世纪后期南半球的大度氢气单调上升,而北半球的氢气水准安稳——这类差异有点令人惊讶。“正如论文所提的,氢气的人为释放聚集在北半球,因而对北半球氢气的可靠纪录将有助于更好地理解人为释放的浮动。然则,现存冰盖空气纪录与大度测量结果相矛盾。” Megadunes显示,“下一步,咱们将运用来源格陵兰若干地点的冰盖空气测量值来重建北半球氢气水准,以解决这类差异。”