PNAS: H2 в антарктическом фирновом воздухе: атмосферные реконструкции и причастность антропогенных выбросов
Уровни атмосферного молекулярного водорода (H2) влияют на время жизни парниковых газов и уровни концентрации тропосферного озона. Степень, в которой деятельность человека повлияла на глобальный бюджет H2, точно не установлена, поскольку наши знания о прошлых изменениях уровней H2 в атмосфере ограничены. Авторы реконструировали атмосферные концентрации H2 за последние 150 лет с использованием антарктического фирнового воздуха. Они обнаружили примерно 70% -ное увеличение содержания H2 в атмосфере за ХХ век, что может быть связано с деятельностью человека. Удивительно, но нет никаких доказательств того, что антропогенные выбросы H2 снизились в конце ХХ века из-за сокращения автомобильных выбросов, связанных с контролем за загрязнением воздуха. Вероятно, что неавтомобильные антропогенные выбросы H2 были недооценены.
История содержания молекулярного водорода (H2) в атмосфере с 1852 по 2003 гг. была реконструирована на основе измерений фирнового воздуха, собранных на станции Мегадунес, Антарктида. Реконструкция показывает, что уровни содержания H2 в южном полушарии были примерно постоянными, около 330 частей на миллиард (нмоль H2 · моль-1 воздуха) в период с середины до конца 1800-х годов. За ХХ век уровни содержания H2 выросли примерно на 70% до 550 частей на миллиард. Реконструкция показывает хорошее согласие с атмосферной историей H2, основанной на измерениях фирнового воздуха у Южного полюса. Такую тенденцию содержания H2 в атмосфере в течение ХХ века можно объяснить усилением окисления метана и антропогенными выбросами. Повышение атмосферных уровней концентрации H2 не обнаруживает никаких доказательств замедления в последней четверти ХХ века, несмотря на ожидаемое сокращение автомобильных выбросов в результате более строгих правил контроля воздуха. В конце ХХ века уровни CO в атмосфере снизились из-за сокращения автомобильных выбросов. Удивительно, что атмосферный H2 не реагировал аналогичным образом, поскольку автомобильные выхлопные газы считаются доминирующим источником антропогенного H2. В конце ХХ века монотонный рост уровней H2 согласуется с измерениями воздуха во флягах в высоких южных широтах. Дополнительный неизвестный источник H2 необходим для объяснения тенденций динамики содержания атмосферного H2 в ХХ веке и устранения несоответствия между оценками его антропогенного источника по методам bottom-up и top-down. Атмосферная история H2 на основе фирновых измерений обеспечивает основу для оценки антропогенного воздействия на цикл H2 за последние 150 лет и проверки моделей, которые будут использоваться для прогнозирования будущих тенденций в химическом составе атмосферы, поскольку H2 становится более распространённым источником энергии.
