NOx and HOx production by energetic electrons and impacts on polar stratospheric ozone (NOHO)

高能电子产生 NOx 和 HOx 及其对极地平流层臭氧 (NOHO) 的影响

基本信息

  • 批准号:
    NE/J02077X/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 28.31万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2013
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2013 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Predicting future climate change is intimately linked to understanding what is happening to the climate system in the present, and in the recent past. Studies in the Polar Regions provide vital clues in our understanding of global climate, and early indications of changes arising from the coupling of natural processes, such as variability in the amount of energy from the Sun reaching the Earth, and man-made factors. For example, the polar winter provides the extreme cold, dark conditions in the atmosphere which, combined with chemicals released from man-made chlorofluorocarbon (CFC) gases, has led to destruction of the stratospheric ozone layer 18-25 km above the ground every spring-time since the 1980's. The Southern hemisphere ozone 'hole' is now linked to observed changes in surface temperature and sea-ice across Antarctica, decreased uptake of carbon dioxide by the Southern Ocean, and perturbations to the atmospheric circulation that can affect weather patterns as far away as the Northern hemisphere.Recovery of the ozone layer is expected now that CFC's are banned by international protocols, but this may be delayed by other greenhouse gases we are releasing into the atmosphere and natural processes including changes in the Sun's output. Although the total amount of energy as sunlight changes by a small amount (~0.1%) over the typical 11-year solar cycle, the energetic electrons and protons streaming from the Sun changes dramatically on timescales from hours to years. These particles are guided by the Earth's magnetic field and can enter the upper atmosphere, most intensely over the Polar Regions. A visible effect is the aurora, but the particles can also significantly modify the chemistry of the atmosphere down to the stratospheric ozone layer. Powerful solar storms can also damage satellites and disrupt electrical power networks. However the mechanisms by which energetic electrons generated by the Sun enter the Earth's atmosphere, and the complex, interacting processes that affect stratospheric ozone are not well understood, which limits our ability to accurately predict future ozone changes and impacts on climate.We propose answering major unresolved questions about the impact of energetic electrons on stratospheric ozone by making observations of the middle atmosphere from Halley station in Antarctica. This location is directly under the main region where energetic electrons enter the atmosphere, making it ideal to observe the resulting effects. We will install a state-of-the-art microwave radiometer there alongside other equipment run by BAS scientists. By analysing the microwaves naturally emitted by the atmosphere high above us we can work out how much ozone there is 30-90 km above the ground as well as measuring chemicals produced in the atmosphere by energetic electrons that affect ozone. We will make observations throughout two complete Antarctic years/winters (1/2013-2/2015) and interpret them with the help of data from spacecraft that orbit the Earth and measure the energetic electrons entering the atmosphere. We will use the Antarctic observations and develop computer-based models to better understand the impact of energetic electrons on the atmosphere. The ultimate goal is to further understanding of the processes that lead to climate variability in the Polar Regions and globally - highly relevant for UK environmental science and collaborative research at an international level in which BAS and Leeds play a key role.
预测未来的气候变化与了解现在和最近的气候系统发生了什么密切相关。极地研究为我们了解全球气候提供了重要线索,并为我们了解自然过程(例如太阳到达地球的能量的变化)与人为因素结合而产生的变化提供了早期迹象。例如,极地冬季在大气中提供了极端寒冷、黑暗的条件,这与人造氯氟烃(CFC)气体释放的化学物质相结合,导致自20世纪80年代以来每年春季地面以上18-25公里的平流层臭氧层被破坏。南半球的臭氧“洞”现在与观测到的南极洲表面温度和海冰的变化、南大洋二氧化碳吸收量的减少以及大气环流的扰动有关,而大气环流的扰动会影响到远至北方的天气模式。由于国际议定书禁止使用CFC,臭氧层有望恢复。但这可能会被我们释放到大气中的其他温室气体和自然过程(包括太阳输出的变化)所推迟。虽然在典型的11年太阳周期中,太阳光的总能量变化很小(约0.1%),但从太阳流出的高能电子和质子在从数小时到数年的时间尺度上发生了巨大的变化。这些粒子受到地球磁场的引导,可以进入高层大气,在极地地区最为强烈。一个可见的效果是极光,但颗粒也可以显着改变大气层的化学物质,直到平流层臭氧层。强大的太阳风暴也会破坏卫星和破坏电力网络。然而,太阳产生的高能电子进入地球大气层的机制,以及影响平流层臭氧的复杂、相互作用的过程,还没有得到很好的理解,这限制了我们准确预测未来臭氧变化和对气候影响的能力。我们建议通过从哈雷站观测中层大气来回答关于高能电子对平流层臭氧影响的主要悬而未决的问题在南极洲这个位置正好位于高能电子进入大气层的主要区域下方,因此非常适合观察由此产生的效应。我们将在那里安装一台最先进的微波辐射计,以及BAS科学家运行的其他设备。通过分析我们上空大气层自然发射的微波,我们可以计算出地面以上30-90公里处有多少臭氧,并测量影响臭氧的高能电子在大气中产生的化学物质。我们将在两个完整的南极年/冬季(1/2013-2/2015)进行观测,并借助绕地球轨道运行的航天器的数据进行解释,并测量进入大气层的高能电子。我们将利用南极的观测结果,开发基于计算机的模型,以更好地了解高能电子对大气的影响。最终目标是进一步了解导致极地地区和全球气候变化的过程-与英国环境科学和国际合作研究高度相关,其中BAS和利兹发挥了关键作用。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Observations and Modeling of Increased Nitric Oxide in the Antarctic Polar Middle Atmosphere Associated With Geomagnetic Storm-Driven Energetic Electron Precipitation
与地磁风暴驱动的高能电子降水相关的南极极地中层大气中一氧化氮增加的观测和模拟
  • DOI:
    10.1029/2018ja025507
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Newnham D
  • 通讯作者:
    Newnham D
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

John Plane其他文献

John Plane的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('John Plane', 18)}}的其他基金

A Programme of Research in Planetary Science at Leeds
利兹行星科学研究计划
  • 批准号:
    ST/T000279/1
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
    Research Grant
NSFGEO-NERC: Wave-Induced Transport of Chemically Active Species in the Mesosphere and Lower Thermosphere (WAVECHASM)
NSFGEO-NERC:中层和低层热层中化学活性物质的波诱导传输(WAVECHASM)
  • 批准号:
    NE/T006749/1
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
    Research Grant
First study of the global Nickel and Aluminium Layers in the upper atmosphere (NIALL)
首次研究高层大气中的全球镍和铝层(NIALL)
  • 批准号:
    NE/P001815/1
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
    Research Grant
Multi-scale Modelling of Mesospheric Metals (4M)
中层金属的多尺度建模 (4M)
  • 批准号:
    NE/G019487/1
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
    Research Grant
New particles in the atmosphere: two non-classical examples
大气中的新粒子:两个非经典例子
  • 批准号:
    NE/E005942/1
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
    Research Grant
New particles in the atmosphere: two non-classical examples
大气中的新粒子:两个非经典例子
  • 批准号:
    NE/E005659/1
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
    Research Grant
Calcium Chemistry in the Upper Atmosphere.
高层大气中的钙化学。
  • 批准号:
    NE/B00015X/2
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
    Research Grant
The Chemistry of Meteoritic Metals in the Upper Atmosphere
高层大气中陨石金属的化学性质
  • 批准号:
    8820225
  • 财政年份:
    1989
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Metal Chemistry in the Mesosphere
中间层金属化学
  • 批准号:
    8616338
  • 财政年份:
    1987
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

血色纵沟纽虫Hox基因簇的再生功能及机理研究
  • 批准号:
    32300422
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
组蛋白甲基化修饰调控Hox基因在毒死蜱诱导两栖动物胚胎致畸中的分子机制
  • 批准号:
    32372579
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
NF90-Hox4E轴调控骨髓间充质干细胞成骨影响青少年特发性脊柱侧凸的机制研究
  • 批准号:
    82372367
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Hox13基因调控斑马鱼尾部身体形成的分子机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
HOX基因在绵羊体躯结构和生长发育中的作用机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
利用基因编辑研究Hox基因簇在器官形态进化与发育中的作用机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
ADAT1介导tRNA次黄嘌呤修饰促进HOX翻译抑制AML细胞分化的作用机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Hox基因家族进化图谱与单殖吸虫高级阶元系统演化
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Hox基因Ubx/Abd-A在拟穴青蟹幼体腹部变态发育过程中的功能研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
GGNBP2介导组蛋白泛素化修饰调控Hox基因转录在精子发生中的功能研究
  • 批准号:
    81901534
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Hox遺伝子とWnt受容体勾配による細胞極性同調機構
Hox基因和Wnt受体梯度的细胞极性同步机制
  • 批准号:
    23K21314
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
脊椎動物のHox遺伝子の発現境界と体節の分節境界の位置を一致させる分子機構の解明
阐明脊椎动物Hox基因表达边界与体节节段边界位置对齐的分子机制
  • 批准号:
    24K09479
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Hox関連白血病におけるDnajc10による白血病幹細胞制御機構の解明
阐明Dnajc10在Hox相关白血病中的白血病干细胞控制机制
  • 批准号:
    24K10342
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Targeting Menin in Acute Leukemia with Upregulated HOX Genes
通过上调 HOX 基因靶向急性白血病中的 Menin
  • 批准号:
    10655162
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
Seasonal Measurements of Hydrogen Oxide Radical (HOx) Chemistry in Forests
森林中氧化氢自由基 (HOx) 化学的季节性测量
  • 批准号:
    2322462
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Hox遺伝子Deformedによる幼若ホルモン生合成制御機構の解明
阐明畸形Hox基因保幼激素生物合成的控制机制
  • 批准号:
    23K13964
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
The role of Hox genes in the specification of circuits controlling specialised behaviours
Hox 基因在控制特殊行为的回路规范中的作用
  • 批准号:
    BB/X009289/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
    Research Grant
ゼブラフィッシュHoxコードの発生遺伝学解析
斑马鱼Hox密码的发育遗传分析
  • 批准号:
    23K05790
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Hox-Regulated MSCs in Skeletal Development, Growth and Fracture Healing
Hox 调节的 MSC 在骨骼发育、生长和骨折愈合中的作用
  • 批准号:
    10566127
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
Defining the Synergistic Role of NPM1 and DNMT3A Mutations on HOX Gene Regulation in the Pathogenesis of Acute Myeloid Leukemia
确定 NPM1 和 DNMT3A 突变对 HOX 基因调控在急性髓系白血病发病机制中的协同作用
  • 批准号:
    10724246
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 28.31万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了