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          臭氧空洞與北極變暖之間的意外聯系

          【時間】2020-03-12【來源】Space daily

          日前,聯合國環境規劃署臭氧行動處發布專家研究報告,指出消耗臭氧層物質與氣候變化有著密切聯系。主要內容如下:

          最早關于人為氣候變化將如何影響我們星球的預測之一表明,北極地區的變暖程度將是全球平均水平的大約兩到三倍。四十年后,人們將親眼目睹這種“北極放大”現象。

           

          破記錄的北極變暖和海冰的急劇減少,正在給該地區敏感的生態系統帶來嚴重后果。

          但是為什么北極比熱帶和中緯度地區更暖和呢?

          我們現在知道,這種情況一部分歸因于非常強效的溫室氣體—消耗臭氧層物質,如全氟氯烴(CFCs)。

           

          一種神奇的氣體?

          臭氧層是平流層中的保護層,大約在地球上方20-50公里處,吸收來自太陽有害的紫外線輻射。消耗臭氧層物質是強效的溫室氣體,但它們對臭氧層的破壞性更為人們所熟知。

          這些化學物質發明于20世紀20年代,被吹捧為“神奇氣體”,作為制冷劑、清洗劑和推進劑用于冰箱、空調和包裝材料。直到20世紀80年代,科學家在南極洲上空的臭氧層發現一個洞,他們才意識到這些化學物質臭氧消耗特性的嚴重性。

          1987年,197個國家同意批準《蒙特利爾議定書》,逐步淘汰消耗臭氧層物質。這項具有歷史意義的國際協定的成功實施使CFCs的排放量幾乎減少為零;然而,由于CFCs在大氣中已經存在了幾十年,臭氧空洞的恢復速度較慢。

          由于消耗臭氧層物質對臭氧層的影響,研究這些化學物質及其對氣候影響的氣候學家一直關注臭氧層消耗的后果。由于消耗臭氧層物質本身在大氣中的濃度很小,因此通常認為其對氣候影響較小,且很大程度上未經深入探究。

           

          氣候模型試驗

          研究人員對消耗臭氧層物質在20世紀末(1995年至2005年)對全球變暖的影響很感興趣。選擇這個時間段,是因為在這段時間內可以捕捉到大氣中消耗臭氧物質濃度急劇上升。自本世紀初以來,濃度一直在下降。

          氣候學家解決這類問題的一種方法是使用針對地球的計算機模型來理解不同現象(如火山爆發)和溫室氣體(如甲烷)對氣溫、海洋環流模式、降雨量等的影響。

          為了探討消耗臭氧層物質對20世紀末氣候變暖的貢獻,研究人員對1955年至2005年間的情況使用了氣候模型。其中一個模擬包含了所有不同的歷史氣候變化驅動因素——那些使氣候變暖的因素,如二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和消耗臭氧層物質,以及那些使氣候變冷的因素,如火山顆粒物。第二個模擬包含了除消耗臭氧層物質以外的所有歷史氣候變化驅動因素。

          這是第一次將消耗臭氧層物質的作用分離出來。通常,研究不同氣候驅動因素作用的氣候模型試驗把溫室氣體歸結在一起。

          比較兩個模型的模擬結果顯示,當模擬中不包括消耗臭氧層物質時,全球變暖程度減少了三分之一,北極變暖程度減少了一半。

           

          北極放大效應

          盡管消耗臭氧層物質的大氣濃度很小,但為什么卻具有如此大的影響?首先,這些化學物質是非常強效的溫室氣體,這是早就知道的事實。其次,在20世紀末,由于大氣中顆粒物的冷卻作用部分抵消了二氧化碳造成的變暖效應,使得CFCs和其他消耗臭氧層物質對氣候變暖起到了實質性的作用。

          最后,當談到北極放大效應時,我們知道這一現象是由氣候系統內的反饋作用引起的,這些反饋起到了加劇氣候變暖的作用,這正是研究人員在模型模擬中發現的。在沒有消耗臭氧層物質的模擬中,氣候反饋比包含消耗臭氧層物質模擬出來的結果要弱,導致北極的放大效應較小。

          未來研究的目的是了解為何大氣反饋有差異,同時,研究人員的工作也清楚地表明了消耗臭氧層物質對北極氣候的重大影響。

          30年前,那些簽署《蒙特利爾議定書》的國家并沒有考慮過氣候變化。然而,目前的研究強調,這項協議在減緩未來氣候變暖方面發揮重要作用,因為消耗臭氧物質的濃度隨時間的推移會下降。

          也就是說,如果未來幾十年不大幅減少二氧化碳排放,通過《蒙特利爾議定書》取得的成果很快將不堪重負。所以,需要采取進一步行動保護北極和我們的星球。

           

           

          (信息來源: Space daily作者:Karen Smith,多倫多大學)

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