采样大气和跟踪污染- RONOCO运动

本:我们如何研究大气?我们有大量的工具和化学技巧可以依靠，但大气是一个非常动态的东西。所以对一个地方的空气取样只能告诉我们这么多。现在，一个由科学家和组织组成的国际联盟，包括英国气象局、自然环境研究委员会，乘坐一架改装的BAe-146客机升空，探索太阳下山后大气化学会发生什么变化……

Rod -任务到任务2。

任务2 -说吧。

罗德:我只想说，我们即将进入云层的顶部，所以仪器可能需要意识到这一点。

任务2 -好的，收到。

罗德-仪器科学家的任务，我们正在下降，希望进入污染物层…

本- RONOCO活动，是夜间化学在控制大气氧化能力中的作用的缩写，让来自欧洲各地的科学家以一种独特的方式研究大气。当许多化学反应的驱动者太阳减弱时，大气化学就会发生变化。因此，通过在黄昏时分乘坐一架改装过的飞机，跟随污染的羽流进入夜晚，机上的科学家们可以更好地了解夜间化学过程的普遍性和重要性。为了知道何时何地追踪这种污染，研究人员依靠英国气象局的天气报告作为他们每日电话会议的一部分。戴夫·金德雷德报道。

戴夫:我想今天之后，它将会寻找和追逐更清晰的补丁。我想今天将会是我们接下来几天里最好的飞行日，我想我们计划沿着英吉利海峡飞行。我认为这仍然是今天最好的区域，西南方向可能是布里斯托尔海峡。

有了这些知识，剑桥大学的罗德·琼斯教授，RONOCO活动的任务科学家，可以开始决定他们将要采取的路线。

罗德:我要做的就是坐在驾驶舱内的飞行员旁边。我要一定数量的信息从机组人员和科学家们在后面,告诉我气氛的样子,我们会去哪里进行判断,我们实际上看到的基础上,因为我们使用预测给我们一个好主意,我们应该广泛地说,我们要用我们的测量在飞机上尝试和改进,并把它在正确的位置。

本-是罗德·琼斯打来的。来自莱斯特大学的卡伦·霍恩斯比(Karen Hornsby)是船上的科学家之一。

凯伦:因为我们观察的是离地表很近的边界层，所以我们必须尽可能地接近地表。所以，在海上的白天，我们可以降到50英尺的低空，当你站起来，绑在架子上，看着窗外的海浪呼啸而过时，这是非常令人兴奋的。但很明显，在晚上，飞得那么低更危险，所以我们在海面上飞行了大约1500英尺，这仍然很令人兴奋。

本-飞机本身装有科学仪器，每个仪器都测量、采样或监测大气的不同方面。来自约克大学的Ruth Purvis向我们介绍了核心化学仪器。

鲁斯-这是飞机上的一套仪器，每次飞行时，它往往是我们所说的核心仪器的一部分我们有臭氧分析仪，一氧化碳分析仪和一氧化氮_x分析器，那是二氧化氮。这个架子上最重要的两个是臭氧和一氧化碳监测器。它们都是关键的大气示踪剂。我们有一氧化碳，我们称之为人为示踪剂，这意味着它实际上是一种人为污染物。你会看到大量的一氧化碳在我们追踪的各种烟雾中。臭氧往往是在非常严重的污染羽流中，所以我们可以用这两种测量方法来观察我们什么时候在羽流中，它们是很好的标记。

同样来自约克大学的本-萨拉·莫勒(Ben - Sarah Moller)负责N.O.x或NO_x架子上。

萨拉:氮氧化物通常是在温度足够高的地方产生的，空气中的氮和氧结合在一起形成氮氧化物，这就是燃烧，类似的东西。所以当你看到污染物羽状物时，它们通常含有NO_x这就是我们用这个仪器测量的。它所做的就是从外面吸进空气，然后产生NO₂处于激发态，然后发出光，我们测量它发出了多少光，这就告诉我们有多少NO或NO₂我们飞到空中了。在白天，你有NO和NO₂但在晚上，一氧化氮不会形成，因为它是由阳光改变一氧化氮形成的₂到没有。所以在晚上，你会看到全是NO₂。所以当我们在黄昏或黎明飞行时，你看到黄昏时，NO开始随着阳光消失而消失，所有的过程将那里的NO转化为NO₂然后在黎明，你看到太阳升起，你开始得到NO₂光解，开始生成NO。

其他氮的化合物也很重要，曼彻斯特大学的Jennifer Muller解释道……

CIMS是化学电离质谱仪的缩写，我们用的是一种叫做甲基碘化物的化合物，它能产生碘离子，所以是I^-然后把它们放在一个房间里，与外界的空气样本发生反应。我的^-锁定我们感兴趣的特定化合物。举个例子，有一种化合物，对这场战役也很重要，那就是硝酸。所以硝酸是HNO_3.基本上，I^-紧紧抓住HNO_3.我们可以在质谱中看到某一特定质量。所以，HNO_3.硝酸是我们感兴趣的氮化合物之一，我们关注的焦点是夜间的氮化合物以及它们是如何反应的。

本:除了氮，RONOCO运动还关注一系列其他重要的化学物质。Hannah Bunyan来自利兹大学。

Hannah - FAGE代表气体膨胀荧光分析，这是一种低压技术，从飞机外部采样空气，也就是周围空气。我们把它吸进一个检测细胞，然后用激光激发我们感兴趣的分子。我们要测量OH和HO的浓度₂自由基，所以我们调整激光波长，这样我们就可以激发OH自由基，然后我们测量自由基松弛时产生的荧光，这就给了我们浓度的测量。OH和HO₂它们一起被称为HO_x。在白天，OH是碳氢化合物和类似物质的重要氧化剂，它是由臭氧的光解作用产生的，但在晚上，它的作用是什么以及它是如何工作的，就更加模糊了。它有可能是由臭氧与烯烃反应产生的，但也有可能是在这些飞行中测量的硝酸盐自由基也很重要。所以基本上，我们试着给出晚上OH自由基对氧化的贡献。到目前为止，一切都很顺利。

Karen -我叫Karen Hornsby，是莱斯特大学的一名研究助理，研究过氧自由基化学放大器，简称PERCA。我的架子基本上由两个半高的19英寸金属架子组成，在里面，我们储存了几个装有压缩空气、氮气和氮氧化物的气瓶。我们用两个玻璃进气口对飞机表面的气体进行取样，然后进入两个探测器，它们会告诉我从过氧化自由基中产生了多少二氧化氮，这些二氧化氮被我转化成了二氧化氮。

来自曼彻斯特大学的本-加文·麦克米金测量的不是大气中的气体，而是颗粒。

加文-这是气溶胶质谱仪。它测量大气中悬浮的小颗粒。它和飞机上的其他东西有点不同因为它不观察气相物质，而是观察这些粒子。气溶胶对大气和空气质量有很大的影响，特别是对RONOCO感兴趣的东西。首先，它们是氮的重要归宿，很多氮基本上可以变成硝酸最终进入粒子阶段形成像硝酸铵这样的东西，这个仪器可以测量这个。另一件事是，气溶胶本身可以成为大气中发生的许多不同化学反应的表面场所。所以，这是我们感兴趣的事情之一，我们想要描述的是在飞行的不同部分有多少粒子，我们在不同的高度，诸如此类的事情，然后它是如何随着时间的变化而变化的，我们是否看到随着夜幕降临，或者随着天气变得更冷，随着天气变得更潮湿，诸如此类的因素，粒子中的氮的数量在增加。

本- RONOCO活动在几周前进行了最后一次冬季飞行，了解他们收集的所有数据需要时间。在最后一次飞行之前，米歇尔·凯恩解释了他们目前所看到的情况。

米歇尔:我们遇到了不同的天气状况。首先，有锋面经过，因此有很强的气流。所以我们在伯明翰、曼彻斯特和爱丁堡看到了一些非常好的羽流，所以我们能够追踪这些羽流离开海岸的过程。现在我们有更多的，一个非常高的气压系统在我们上方停滞。这不是一个强大的流。风很弱，前几天我们成功地让一架飞机飞越了英吉利海峡。这是相当混乱的，我们看到很多污染从整个英国流出，但嵌入其中的是伦敦的烟雾。那是一次黄昏飞行所以我们看到了从白天到夜晚的转变，所以所有的照相化学反应都关闭了然后你看到不同的东西在天黑后开始出现。这很有趣，我们今天要重复一下。所以总的来说，这是非常成功的，我不得不说，我们非常幸运的天气!

飞行员-开始下降。三，二，一。

Ben:听起来这是个多么奇妙的任务啊。我们期待着在未来的某个时候发现他们的发现。非常非常感谢剑桥大学的罗德·琼斯和克兰菲尔德大学的道格·安德森，他们为实现这一目标提供了必要的帮助。