Уровень нитратов в атмосфере достиг своего пика в период с 1970 по 2000 год. Уровни несколько снизились с уменьшением выбросов прекурсоров нитратов с 1990-х годов, но падение уровней нитратов меньше, чем падение выбросов прекурсоров - что-то удерживает нитраты в атмосфере.

Нитраты могут присутствовать в атмосфере как в газообразной, так и в виде твердых частиц. Газообразные нитраты легче выводятся из атмосферы, в то время как твердые частицы - особенно более мелкие - могут переноситься на большие расстояния. Поэтому понимание баланса между газообразными нитратами и нитратами в виде твердых частиц важно для получения представления об атмосферной динамике и стойкости нитратов.

Стойкость атмосферных нитратов в регионах-источниках объясняется буферным эффектом, при котором газообразные нитраты преобразуются в нитраты в виде твердых частиц, что способствует их стойкости. Влияние этой буферизации в течение длительного времени и на больших расстояниях неясно, но нитраты, отложившиеся в кернах арктического льда, демонстрируют те же закономерности, что и атмосферные нитраты. Эти участки находятся далеко от источников, поэтому сохраняющиеся высокие темпы осаждения не отражают локальные процессы вблизи источника, а, должно быть, обусловлены атмосферным переносом и другими процессами в атмосфере.

Чтобы понять эту динамику, исследовательская группа под руководством профессора Йошинори Иидзуки из Института науки о низких температурах Университета Хоккайдо изучила историю осаждения нитратов с 1800 по 2020 год в ледяном керне, взятом из юго-восточной Гренландии. Как и ожидалось, уровень нитратов в ядре увеличился с 1850-х годов, достигнув пика между 1970-ми и 2000-ми годами, после чего несколько снизился, но остался высоким. В целом, увеличение содержания нитратов вплоть до 1970-х годов происходило более постепенно, чем увеличение количества прекурсоров, и снижение после 1990-х годов также было медленнее и меньше, чем сокращение выбросов прекурсоров.

Отсроченный эффект и стойкость нитратов указывают на то, что на уровни нитратов влияют факторы, отличные от выбросов прекурсоров. Исследователи исследовали эти факторы с помощью глобальной модели переноса химических веществ и обнаружили, что разница между уровнями нитратов и прекурсоров коррелирует с кислотностью атмосферы, а не с другими метеорологическими факторами, такими как температура воздуха.

Другими словами, стойкость нитратов обусловлена химическими процессами, происходящими в атмосфере, а не метеорологическими условиями или атмосферной динамикой. Изменения кислотности атмосферы изменяли долю нитратов, которые были газообразными или в виде твердых частиц. Это влияет на срок службы нитратов в атмосфере. Кислотность атмосферы привела к увеличению доли нитратов в виде твердых частиц, что позволяет этому загрязнителю сохраняться дольше и распространяться дальше.

"Наше исследование является первым, в котором представлена точная информация для учета содержания нитратов в твердых частицах в кернах льда, что было очень сложной проблемой", - говорит Иидзука. "Поскольку сократить антропогенные выбросы веществ, приводящих к увеличению содержания нитратов, становится все труднее, точные измерения содержания нитратов в виде частиц в кернах льда дают данные для повышения точности прогнозирования усиления потепления в Арктике в будущем".

"Было трудно точно определить содержание нитратов в кернах льда, но на этот раз нашей команде удалось это сделать". говорит Иидзука. "В будущем нитраты заменят сульфаты в качестве основного аэрозоля в Арктике, предполагая, что этот результат приведет к более высокой точности будущих прогнозов усиления потепления в Арктике".