Impact of stratospheric air and surface emissions on tropospheric nitrous oxide during ATom, artículo publicado en ACP

Para reducir las incertidumbres tanto en la distribución espacial de las emisiones de N₂O como en las fuentes responsables del aumento de este gas atmósfera, es esencial disponer de observaciones precisas de este gas a lo largo de todo el globo. En este contexto, el artículo titulado “Impact of stratospheric air and surface emissions on tropospheric nitrous oxide during Atom”, y publicado en la revista Atmospheric Chemistry and Physics (ACP), analiza la distribución global de las concentraciones de N₂O en la troposfera a partir de las medidas realizadas durante la misión de NASA airborne Atmospheric Tomography (ATom). En ATom se midieron cerca 300 especies químicas, incluyendo gases y aerosoles, a lo largo de 647 perfiles verticales que cubrieron el Pacífico, Atlántico, Ártico y gran parte del océano austral, de Polo a Polo, y cubriendo las 4 estaciones del año (2016–2018). En este estudio utilizamos un espectrómetro laser de cascada cuántica para medir N₂O a 1 Hz y presentamos un nuevo método analítico que permite reducir la influencia de las oscilaciones en presión y temperatura en las medidas de estos equipos cuando se instalan en aviones.

Las medidas realizadas durante ATom muestran que la variabilidad en las concentraciones de N₂O en la troposfera se debe principalmente a la influencia de aire estratosférico reducido en N₂O. Esto se observa especialmente en latitudes medias y altas (Fig. 1). En ATom pudimos rastrear la propagación de N₂O estratosférico a través de la columna troposférica hasta la superficie (Fig. 1). Las concentraciones más altas de N₂O se observaron cerca del Ecuador, extendiéndose verticalmente a lo largo de la capa de mezcla y la troposfera libre (Fig. 1). Pudimos observar la influencia de una mezcla compleja y diversa de fuentes de emisión de N₂O que clasificamos utilizando la gran variedad de especies químicas medidas durante la campaña, y, cuyo origen geográfico fue determinado utilizando un modelo de transporte atmosférico. A pesar de que los vuelos se realizaron mayoritariamente sobre los océanos, los mayores aumentos en N₂O fueron atribuidos a emisiones antropogénicas, incluyendo las emisiones de la industria del petróleo y gas, y las quemas urbanas y de biomasa, especialmente en la salida atlántica tropical de África desde la costa de Nigeria. Algunos máximos en N₂O se relacionaron a menudo con indicadores de procesos fotoquímicos, sugiriendo posibles procesos fuente inesperados. Estamos seguros que el extenso conjunto de datos de generados durante ATom ayudara a mejorar el entendimiento de los procesos de emisión de N₂O y su representación en los modelos globales.

Figura 1. Secciones trasversales de anomalías de N₂O (ppb), representando la diferencia entre las medidas de los vuelos (10-s resolución) y los niveles de N₂O en superficie interpolados en un grid de 0.25° de latitud y 250 m de altitud para cada una de las misiones. Las filas representan las anomalías de N₂O sobre (a)–(c) el Pacífico y (d)–(f) el Atlántico, y cada columna representa una misión (ordenada por estaciones del año, ATom-2, -4 and -3). La escala de colores va de -15 a 5 ppb. Los valores negativos comprendidos entre -50 y -15, y observados por encima de los 10 se muestran en blanco para poder tener una mejor visualización de los pequeños cambios en las anomalías positivas. S líneas punteadas de color lila representan las trayectorias de los vuelos. Los contornos engloban áreas con anomalías similares.

Para más información remitirse a: Gonzalez, Y., Commane, R., Manninen, E., Daube, B. C., Schiferl, L., McManus, J. B., McKain, K., Hintsa, E. J., Elkins, J. W., Montzka, S. A., Sweeney, C., Moore, F., Jimenez, J. L., Campuzano Jost, P., Ryerson, T. B., Bourgeois, I., Peischl, J., Thompson, C. R., Ray, E., Wennberg, P. O., Crounse, J., Kim, M., Allen, H. M., Newman, P., Stephens, B. B., Apel, E. C., Hornbrook, R. S., Nault, B. A., Morgan, E., and Wofsy, S. C.: Impact of stratospheric air and surface emissions on tropospheric nitrous oxide during ATom, Atmos. Chem. Phys., 21, 11113-11132, 2021, https://doi.org/10.5194/acp-21-11113-2021, https://acp.copernicus.org/articles/21/11113/2021/.

Enlace: https://acp.copernicus.org/articles/21/11113/2021/