研究发现春季北美西部上空的臭氧增加同境外排放物有关

北美西部上空的春季臭氧含量正在上升，主要缘由是来自太平洋自西向东的气流，特别是当气流来自亚洲的情况下。臭氧含量的增加加大了美国达到《清洁空气法案》中地平面臭氧污染标准的难度。这项研究刊载于今日的《自然》杂志，分析了从 1984 年以来采集的臭氧数据。

来自科罗拉多大学博尔德分校的欧文·库珀（Owen R. Cooper）博士表示：「春季时节，污染横越半个地球而来，促使了北美西部上空臭氧的增加。当气流来自亚洲东南部之时，这种趋势最为显著。」

研究对象是位处地平面之上 2 至 5 英里（3 至 8 公里）范围内的大气层，虽然该区域远低于防护性臭氧层，但却在对人体和作物有害的并且与臭氧相关的地平面烟雾层之上。夹在这个中间区域的臭氧构成了北半球低层大气的背景（或基准）臭氧含量。该研究整合并分析了近 10 万份臭氧观测数据，通过在飞机、气球上安装仪器采集而来。

人类使用化石燃料产生了一氧化氮和挥发性有机化合物（VOCs），它们在阳光的共同作用下形成了臭氧。虽然北美的污染排放贡献了全球臭氧含量的一部分，但是研究人员并未发现本地排放能导致美西上空臭氧数量增加的证据。

库珀与来自国家大气和海洋局地球系统研究实验室的同事以及其他 8 家研究机构，利用全球大气风动记录中的历史数据以及精密复杂的计算机模型来匹配每一个臭氧数据与该数据记录前数日的气流形式。这种方法能够使科学家从本质上追踪产生臭氧的排放物的起源。

想象一只装满了 4 万个无重量小球的盒子，每个球都精准的处于臭氧的采集点。考虑采集前数日的气流数据，计算机模型便能估算出哪一支气流带来了污染物，以及它发源何处。库珀解释道。

当气流成分主要发源于东南亚的时候，科学家观察到臭氧值大幅度的上升，当气流并非直接源于亚洲的时候，臭氧依然增加，但上升的比率更小，这就表明北美上空的臭氧增加可能同其他地区的污染物有关。该研究选用春季的测量数据源于之前的研究结果 — 亚洲到北美的气流运动在春季最为强烈。因而这使得观测远距离污染与北美的臭氧趋势之间的效应更加容易。

臭氧测量气球和科研飞机收集了部分数据，欧洲科学家于 1994 年发起了 MOZAIC 计划，在商用飞机上装置臭氧探测设备，亦贡献了大量的数据。大部分数据采集于 1995 至 2008 年间，但研究团队也引入了 1984 年以来的记录。

分析显示 1995 至 2008 年间春季臭氧（全面而显著的）增加了 14%，当加入 1984 年以来的数据后（该年亦是臭氧平均含量最低的一年），科学家们观测到了相似的增长率，而期间的总体增量达到了 29%。

「该项研究并未单独量化来源于亚洲的贡献率」，库珀说。「但我们可以说，进入北美上空的臭氧含量，自过去 14 年以来，有可能过去 25 年以来保持了增加的态势」。

来自亚洲和其他区域的臭氧对地平面空气质量的影响将会是未来研究的一个课题。科学家需要在沿着西海岸的几个地方规律性地测量近地面的臭氧含量，以观察是否会影响地面空气质量。

合作机构包括挪威大气研究所、法国国家科学研究中心比利牛斯气象台、加拿大气象局、美国宇航局喷气推进实验室、加州理工学院、华盛顿大学、美国国家大气研究中心和美国宇航局兰利研究中心。MOZIAC 项目的支持机构有欧洲共同体、欧洲宇航防务集团、空中客车和数家航空公司（汉莎、奥航和法航），自 1994 年以来，它们对装于机上的 MOZIAC 设备不收任何费用。

国家大气研究中心解释并预测地球的环境变化，从海洋深处直到太阳表面，并行使保护和管理近海与海洋资源的职能。

[via NOAA]