Гидроксильный радикал – реактивный газ, образующийся в тропосфере в результате фотохимической реакции при воздействии ультрафиолета на озон в присутствии водяного пара. Его химическая активность обусловлена свободным электроном, благодаря чему он вступает в связь с различными веществами, включая оксид углерода, метан и этан, окисляя их Таким образом OH выполняет роль поглотителя загрязнителей атмосферы, несмотря на очень короткий период существования, составляющий до секунды. Так, считается, что он удаляет около 90% метана и оксид углерода.
Однако ввиду очень низкой и динамичной концентрации OH сложно изучать. Это обусловлено зависимостью его формирования от ультрафиолета, поэтому интенсивность процесса варьирует по сезонам и времени суток: он образуется преимущественно летом и днем.
В ранних работах по изучению гидроксила использовали метилхлороформ, однако в 1987 г. он был выведен из применения Монреальским протоколом по защите озонового слоя. В дальнейшем для отслеживания OH пытались использовать другие газы с применением моделирования, однако были получены противоречивые результаты.
В новом исследовании NIWA, проведенном совместно с сотрудниками Университета Виктории в Веллингтоне, GNS Science и учеными из Финляндии, и посвященном изучению способности атмосферы к самоочищению на основе определения концентрации гидроксильного радикала, ученые использовали новую методику. Она основана на использовании индикатора OH в виде радиоуглеродного монооксида (14CO). Данная редкая форма образуется под влиянием космического излучения и удаляется с участием OH. Таким образом были проанализированы данные мониторинговых станций из Новой Зеландии и Антарктиды за 33 г. с конца 1980 гг.
По результатам установлено, что способность атмосферы к самоочищению усиливается в Южном полушарии с 1997 г. Так, по данным новозеландской станции, с того времени концентрация 14CO ежегодно сокращается на 12% с погрешностью в 2%. Еще большее снижение проявили данные антарктической станции: 43% с погрешностью 24%, однако в данном случае это происходит только в летний период.
По словам ученых, проанализированные данные согласуются с мировыми тенденциями, из чего они сделали вывод о глобальном росте концентрации гидроксила. Они выделили 3 фактора, способствующих увеличению содержания газа: привнос оксидов азота, истощение стратосферы и повышение количества водяного пара с глобальным потеплением. При этом рост концентрации метана имеет обратную корреляцию с количеством OH. Все это антропогенные факторы. На основе выявленных зависимостей возможно прогнозирование.
Таким образом, в отсутствии гидроксильного радикала глобальное потепление проявилось бы значительно сильнее за счет метана.
Полученные данные расширяют понимание климата и химии атмосферы. В том числе они раскрывают эволюцию атмосферы под влиянием антропогенной деятельности.
