Lần đầu tiên phát hiện amoniac ở tầng đối lưu trên
19/12/2016
155 Lượt xem
Mới đây, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) lần đầu tiên đã phát hiện ra NH3 trong tầng đối lưu trên. Cùng với các cộng sự đến từ Hoa Kỳ và Mêhicô, nhóm nghiên cứu đã phân tích các số đo từ vệ tinh bằng phổ kế hồng ngoại MIPAS và phát hiện thấy sự gia tăng NH3 ở độ cao từ 12-15 km trong khu vực gió mùa châu Á. Điều này cho thấy, NH3 dẫn đến sự hình thành của các sol khí - các hạt nhỏ tạo thành mây. Nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Atmospheric Chemistry and Physics.
Amoniac là hợp chất hóa học của nitơ và hydro, chủ yếu bắt nguồn từ các quy trình nông nghiệp, đặc biệt từ hoạt động chăn nuôi gia súc và bón phân. Amoniac có thể được sử dụng rộng rãi làm thành phần cơ bản của phân bón, là nhờ vào quy trình tổng hợp amoniac nhân tạo ở Karlsruhe hơn 100 năm về trước. Hiện nay, phát thải amoniac ở miền Bắc Ấn Độ và Đông Nam Trung Quốc đạt mức cao nhất. Do sự gia tăng dân số và nóng lên toàn cầu, phát thải amoniac trên thế giới theo dự báo sẽ tăng mạnh trong tương lai. Khí amoniac phản ứng với axit như axit sunfuric hoặc axit nitric để tạo thành muối amoni. Tuy nhiên, amoniac không chỉ gây ô nhiễm các hệ sinh thái, mà các hạt muối amoni có thể liên kết với nhau tạo thành các hạt sol khí, đóng vai trò như hạt nhân ngưng tụ trong quá trình hình thành mây. Các sol khí bắt nguồn từ hoạt động của con người, có tác dụng làm mát trong khí quyển và bù đắp phần hiệu ứng nhà kính do con người gây ra.
Trong mối liên hệ này, vấn đề quan trọng là phải xác định sự phân bố theo chiều dọc của amoniac trong khí quyển. Nồng độ amoniac trong tầng đối lưu giữa và trên, lớp dưới cùng của khí quyển, cho đến nay gần như không được nghiên cứu. Hiện nay, các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) đã phối hợp với các cộng sự ở Hoa Kỳ và Mêhicô để lần đầu tiên phát hiện ra amoniac trong tầng đối lưu trên. Nhóm nghiên cứu đã đánh giá các số đo thu thập từ phổ kế hồng ngoại MIPAS trên vệ tinh môi trường châu Âu ENVISAT trong thời gian từ 2002-2012. MIPAS - một công cụ do KIT thiết kế đã ghi lại quang phổ có độ phân giải cao trong phạm vi hồng ngoại trung bình để từ đó xác định rõ các loại khí. Mọi loại khí đều phát ra bức xạ hồng ngoại cụ thể.
Các nhà khoa học đã tính tỷ lệ trung bình của các số đo trong 3 tháng ở các khu vực có kinh độ 100 và vĩ độ 100. Ở độ cao từ 12-15 km, trong khu vực gió mùa châu Á, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra nồng độ amoniac tăng lên đến 33 PPTV (33 phân tử NH3 trên một nghìn tỷ phân tử không khí). Tuy nhiên, trong các mùa và vùng khác, nồng độ amoniac không cao như vậy. “Các quan trắc cho thấy do amoniac không được loại bỏ hoàn toàn khi khí bay lên trong điều kiện tuần hoàn gió mùa. Do đó, amoniac đi vào tầng đối lưu trên từ lớp ranh giới gần mặt đất, nơi khí xuất hiện với nồng độ tương đối cao”, TS Michael Hopfner tại IMK-ASF, đồng tác giả nghiên cứu nói. “Từ đó, giả thuyết được đưa ra là phần sol khí của vùng đỉnh của tầng đối lưu chứa muối amoni”.
Bên ngoài khu vực gió mùa châu Á, nồng độ amoniac trong tầng đối lưu trên đã được phát hiện thấp hơn giới hạn vài PPTV. Phát hiện này có thể góp phần cải tiến các mô hình toàn cầu.
