美国国家航空航天局(NASA)研究科学家汤姆·汉尼斯科(Tom Hanisco)开始研制一种能够测量清洁甲烷气体的短寿命化学品的仪器 - 一种强效的温室气体 - 但相反发现他的发现在测量环境臭氧水平方面超过了最好的商业仪器。
他的偶然发现导致了他称之为快速臭氧实验(ROZE)的仪器的专利申请，以及在NASA研究飞机上的泊位，该飞机今年夏天将开展与野火有关的野外活动。
“研究与开发永远不会浪费，”美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的科学家汉尼斯科说。“当我们开始这项开发工作时，臭氧是我们头脑中最远的东西。”
臭氧好坏
虽然平流层臭氧可以保护生命免受有害的紫外线辐射，但当它进入对流层时，它会加剧每年造成数十万人死亡的呼吸系统疾病。对流层臭氧是由氮氧化物和挥发性有机化合物之间的化学反应产生的。当汽车，发电厂，工业锅炉和其他来源排放的污染物在阳光下发生化学反应时，就会发生这种情况。
因此，美国环境保护署负责监管地表臭氧水平，并对超出公认水平的城市进行处罚。
ROZE对了解城市空气质量至关重要
Hanisco认为，ROZE可以用来确定臭氧在地面沉积了多少，是他最初开发用于测量羟基或OH的原型仪器的一种形式。
OH虽然寿命短，反应性强，但它是天然的洗涤剂：它可以净化甲烷的气氛，甲烷是一种破坏性强大的温室气体，在吸收热量方面比二氧化碳更有效。
为了更好地测量羟基，Hanisco采用了一种经过验证的测量技术，称为气体过滤器相关光谱。Hanisco的想法是用他的原型仪器填充一个带有羟基的空腔。一旦填充，羟基将阻挡所吸收的波长羟基的所有光。当他关闭腔体以防止羟基填充它时，仪器将测量受羟基影响的所有光。两次测量之间的差异将与柱中羟基的丰度成比例。
然而，在测试中，团队在尝试生产羟基时遇到了困难。空气泄漏产生臭氧，臭氧由三个氧原子组成。“臭氧干扰了，但我们做了一些快速的数字，看看我们能看到多少臭氧。事实证明，该仪器对这种分子是超敏感的，”Hanisco说。
通过一些调整，Hanisco和他的同事Reem Hannun能够提高仪器对臭氧的敏感度。根据Hanisco的说法，ROZE比最好的商业制造的光学仪器精确100倍，Hanisco说，并补充说他的仪器易于构建且相对便宜。
专利归档;地平线上的飞机运动
Hanisco已经提交了一项专利申请，现在计划在一项名为FIREX-AQ的飞机运动中飞行该仪器，这是火灾影响区域到全球环境实验 - 空气质量的缩写。该活动将于7月至8月在DC-8飞机上进行，将测量美国西部野火引起的微量气体和气溶胶排放以及美国东南部的农业火灾。尽管测试臭氧测量不是FIREX的重点 - AQ，飞行机会让Hanisco和他的团队有机会在飞行条件下操作ROZE。
ROZE已引起政府机构和大学研究人员的兴趣。由于其高灵敏度和快速采样率，他们认为它可以填补了解臭氧预算的重要位置。目前的臭氧仪器在测量总体背景水平方面是有效的，但不善于揭示沉积到地球表面的程度。
更好地了解臭氧预算对于市政当局和各州来说非常重要，特别是如果一个地区陷入无法实现并受到惩罚的话。“EPA的模型可以预测臭氧会形成多少，”Hannun说。“但是这些模型并不知道它的存放速度有多快。如果我们不知道速率，我们就无法准确地模拟臭氧从一个区域移动到下一个区域的方式，或者一旦形成臭氧会持续多久。 “
至于创造一种对羟基敏感的仪器，Hanisco并没有放弃。他也为该概念提交了专利，并计划进一步开发该技术。“即使你没有获胜，最终你也会获胜。这肯定就是这样，”Hanisco说。
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