异戊二烯是一种天然碳氢化合物，由植物和树木大量排放到大气中——每年约5000亿公斤。异戊二烯具有化学反应性，一旦进入大气，就会与人为污染物结合，对空气质量产生不利影响。异戊二烯还会与主要的大气氧化剂(OH自由基)发生反应，从而降低大气自身清除污染物和温室气体的能力。

科学家们通过大气模型来预测当前和未来的大气成分和空气质量，以及诊断大气去除温室气体和空气污染物的能力。但是，由于地面测量很少，异戊二烯的排放率高度不确定，科学家也不确定异戊二烯在多大程度上抑制或维持大气中OH自由基的丰度。

现在，研究人员首次从太空对异戊二烯进行了全球测量。利用Cross-track Infrared Sounder (CrIS)卫星传感器的观测数据，研究人员开发了一种检索方法，该方法使用机器学习来确定世界不同地区大气中异戊二烯的浓度。他们将这些测量结果与大气模型相结合，以测试目前对全球异戊二烯排放以及异戊二烯如何影响大气氧化的科学认识。这项研究将发表在9月9日(周三)的《科学》杂志上自然。

“异戊二烯是全球大气化学最重要的驱动力之一，”密歇根大学土壤、水和气候系教授迪伦·米勒(Dylan Millet)说。“这些卫星测量提供了对地球生物圈和大气如何相互作用的新认识。”

通过将CrIS异戊二烯测量数据与其他卫星数据相结合，研究人员第一次能够从异戊二烯来源区域的太空中估计OH的丰度。这些观察结果支持了最近的实验室和基于理论的发现:异戊二烯的排放确实降低了大气中的OH，但并不像最初认为的那样强烈。因此，即使在天然异戊二烯排放存在的情况下，大气也保持着清除污染的显著能力。将这些测量结果与其他天基数据相结合，将为研究OH随时间的变化打开新的大门。

这项研究为研究异戊二烯季节性到年际变化及其对全球大气影响的多年研究奠定了基础。来自这些新的卫星测量的信息也可以用来改进当前的大气模型，以更准确地预测气候变化中的空气质量。

研究人员发现:

-异戊二烯的卫星测量结果显示，亚马逊地区的模型高估了。这些差异表明，迫切需要更好地了解异戊二烯和其他反应性化学品的热带排放情况。

-在非洲南部，CrIS的测量结果揭示了一个主要的异戊二烯热点，这是自下而上预测中缺失的。这表明有必要在这一研究不足的地区进一步研究异戊二烯的来源。

“这些新的卫星测量表明，虽然我们对异戊二烯化学的理解越来越好，但我们仍然有很多东西要了解异戊二烯在地球不同生态系统中的排放是如何变化的，”密歇根大学食品、农业和自然资源科学学院土壤、水和气候系的研究员凯利威尔斯说。