Neue Forschungsergebnisse unterstreichen die bisher unterschätzte Bedeutung atmosphärischer ON-Aerosolablagerungen für Ökosysteme. Darüber hinaus wird erwartet, dass die ökologischen Auswirkungen von ON-Aerosolablagerungen aufgrund der globalen Erwärmung und des Rückgangs der Stickoxidemissionen durch menschliche Aktivitäten zunehmen.
Die Studie wurde von Dr. Yumin Li von der Southern University of Science and Technology (SUSTech) in Zusammenarbeit mit dem Team von Professor Tzung-May Fu an der SUSTech und dem Team von Professor Jian Zhen Yu an der Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) geleitet. Die Forschung ist veröffentlicht im Tagebuch National Science Review.
Die atmosphärische Deposition von organischem Stickstoff (ON) spielt eine entscheidende Rolle im globalen Stickstoffkreislauf. Oberflächenmessungen zeigten, dass 2 bis 70 % des lokalen atmosphärischen Depositionsflusses des Gesamtstickstoffs organischer Natur waren. Bisherige Modelle haben jedoch die räumlichen und chemischen Variationen des atmosphärischen ON weitgehend vernachlässigt, was zu einer unzureichenden Bewertung seiner globalen Auswirkungen führte.
Die Wissenschaftler von SUSTech und HKUST entwickelten ein umfassendes globales Modell des atmosphärischen gasförmigen und partikulären ON, das die neuesten Erkenntnisse zu Emissionen und Sekundärbildungen einbezog. Ihre simulierten Oberflächenkonzentrationen atmosphärischer Partikel ON (ONp) stimmten in hohem Maße mit globalen Beobachtungen überein, eine Leistung, die zuvor noch nicht erreicht worden war. Darüber hinaus stimmte ihr simulierter atmosphärischer Depositionsfluss innerhalb einer Größenordnung mit globalen Beobachtungen überein.
Die Wissenschaftler schätzten, dass die globale atmosphärische ON-Ablagerung 26 Tg N Jahr-1 betrug. Der Großteil dieser Deposition (23 Tg N Jahr-1) erfolgte in Form von ON-Aerosol und machte 19 % der globalen atmosphärischen Gesamt-N-Deposition (124 Tg N Jahr-1) aus. Die Hauptquellen von ON-Aerosolen waren Waldbrände, Meeresemissionen und Sekundärbildung.
„Unsere Simulation hat gezeigt, dass die Ablagerung von ON-Aerosol aus der Atmosphäre eine entscheidende externe Stickstoffquelle für stickstofflimitierte Ökosysteme weltweit ist, wie zum Beispiel die borealen Wälder, Tundren und den Arktischen Ozean“, sagt Fu.
In einem sich künftig erwärmenden Klima werden Waldbrände wahrscheinlich häufiger und heftiger werden. Die Klimaerwärmung wird auch zu einer Schichtung der Ozeane an der Oberfläche führen, wodurch die atmosphärische ON-Ablagerung zu einer immer wichtigeren Stickstoffquelle für diese Ökosysteme wird. „Wir müssen die Umweltauswirkungen des atmosphärischen ON-Aerosols weiter untersuchen und wie diese Auswirkungen auf den Klimawandel reagieren.“
Mehr Informationen:
Yumin Li et al., Untersuchung der Beiträge organischer Stickstoffaerosole zur globalen atmosphärischen Stickstoffdeposition und deren Auswirkungen auf Ökosysteme, National Science Review (2023). DOI: 10.1093/nsr/nwad244