臭氧空洞与北极变暖之间的意外联系

臭氧空洞与北极变暖之间的意外联系 北极地区的升温速度比世界其他任何地方都要快。 努纳武特(Nunavut)的伊卡卢伊特(Iqaluit)的水管和下水道在冬天随着地面变化而开裂。 加拿大新闻/肖恩基尔帕特里克

其中一个 最早的气候模式预测 人为的气候变化将如何影响我们的星球的证据表明,北极的变暖将是全球平均水平的两到三倍。 四十年后,这种“北极放大”现象被亲眼观察到。

破纪录的北极变暖海冰急剧下降 病情严重 对敏感生态系统的影响 在该区域。

但是,为什么北极比热带地区和中纬度地区变暖呢?

现在我们知道 造成这种情况的部分原因是极少量的非常强大的温室气体-消耗臭氧层的物质,例如氯氟烃(CFC)。

神奇的气体?

臭氧层是平流层中的保护层,大约在地球上方20至50公里,吸收来自太阳的有害紫外线。 消耗臭氧层物质 它们是强效的温室气体,但以其对臭氧层的破坏性作用而闻名。

这些化学物质是在1920年代发明的。 他们被吹捧为冰箱,空调和包装材料中用作制冷剂,溶剂和推进剂的“奇异气体”。 直到1980年代 科学家在臭氧层中发现了一个洞 他们在南极洲上空发现了这些化学物质的全部臭氧消耗性质。

1987年,有197个国家 同意通过批准《蒙特利尔议定书》逐步淘汰其消耗臭氧层物质。 这一历史性国际协定的成功使氟氯化碳的排放量几乎减少到了零; 然而,由于氟氯化碳在大气中存在了数十年,臭氧空洞的恢复速度一直较慢。

由于消耗臭氧层物质对臭氧层的影响,研究这些化学品及其化学物质的气候科学家 气候影响 一直关注臭氧消耗的后果。 考虑到大气中这些气体的浓度非常小,通常会将臭氧消耗物质本身对气候的影响视为很小,并且很大程度上尚未得到探索。

试验气候模型

我和我的同事对了解臭氧消耗物质如何影响20年至1995年的2005世纪末变暖很感兴趣。我们特别选择了这个时间段,以捕捉这段时间内大气中臭氧消耗物质的迅速增长。 自2000年代初以来,大气浓度一直在下降。

气候科学家解决此类问题的一种方法是使用 地球计算机模型 了解不同现象(例如火山喷发和温室气体(如甲烷))对气温,海洋环流模式,降雨等的影响。

臭氧空洞与北极变暖之间的意外联系 努纳武特(Nunavut)的伊卡卢伊特(Iqaluit),一辆雪地摩托在冰上航行。 加拿大新闻/肖恩基尔帕特里克

为了探究消耗臭氧层物质对20世纪后期变暖的贡献,我们建立了1955年至2005年的气候模型。其中一种模拟方法将所有 历史气候驱动因素 -那些使气候变暖的物质,例如二氧化碳,甲烷,一氧化二氮和消耗臭氧层的物质,以及那些使气候变冷的物质,例如火山颗粒物质。 第二次模拟具有除臭氧消耗物质外的所有历史气候驱动因素。

这是首次确定了消耗臭氧层物质的作用。 通常,检查不同气候驱动因素作用的气候模型实验会将所有温室气体集中在一起。

对这两个模型模拟进行比较发现,当我们的模拟中不包括消耗臭氧层的物质时,全球变暖减少了三分之一,北极变暖减少了一半。

北极放大

为什么消耗臭氧层物质尽管大气中浓度很小,却具有如此大的影响? 首先,这些化学物质非常 强效温室气体,这是我们早就知道的事实。 其次,在20世纪后期,大气中颗粒物所产生的冷却作用已部分抵消了二氧化碳的变暖,从而使CFC和其他消耗臭氧层的物质对变暖起到了重要作用。

最后,当谈到北极放大时,我们知道这种现象是由 气候系统内的反馈 可以增强变暖作用,而这正是我们在模型仿真中发现的。 在没有消耗臭氧层物质的模拟中,气候反馈比在有臭氧消耗物质的模拟中要弱,从而导致北极的放大率降低。

臭氧空洞与北极变暖之间的意外联系 到21世纪末,气候变暖可能会使格陵兰岛努克的生长期延长两个月。 美联社照片/大卫高盛

理解反馈为何不同是我们未来研究的目标,但与此同时,我们的工作清楚地表明了消耗臭氧层物质对北极气候的重大影响。

XNUMX年前,签署《蒙特利尔议定书》的人并未考虑气候变化。 但是,像我们这样的研究强调了该协议将在 缓解未来的变暖 随着消耗臭氧层物质的浓度随时间下降。

就是说,如果在未来几十年内不大量减少二氧化碳的排放,我们将通过《蒙特利尔议定书》获得的收益将很快被淹没。 需要采取进一步行动来保护北极以及我们的星球。谈话

关于作者

Karen Smith,助理教授,教学流, 多伦多大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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