2020-03-26 05:42:01
国际臭氧条约制止了南半球风的变化

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耗尽地球保护性臭氧层的化学物质还引发了南半球大气环流的变化。现在,《自然》杂志上的一项新研究发现,由于《蒙特利尔议定书》(一项成功淘汰消耗臭氧层化学物质的国际条约),这些变化已经暂停甚至可能被逆转。

CIRES访问的第一作者安塔拉·班纳吉(Antara Banerjee)说:“这项研究增加了越来越多的证据,显示了《蒙特利尔议定书》的深远效力。该条约不仅促进了臭氧层的愈合,而且还推动了南半球空气循环方式的最新变化。”科罗拉多大学博尔德分校的研究员,他在美国国家海洋与大气管理局(NOAA)的化学科学系工作。她以哥伦比亚大学的博士后研究员的身份开始了这项工作。

1985年发现的臭氧空洞每年春天都在南极洲上方的大气层中形成。臭氧消耗可冷却空气,增强极地涡旋的风,并一直影响到地球大气的最低层。最终,臭氧层消耗使中纬度的急流和热带边缘的干旱地区向南极转移。

先前的研究已将这些循环趋势与南半球的天气变化(尤其是南美,东非和澳大利亚的降雨)以及洋流和盐分的变化联系在一起。

1987年的《蒙特利尔议定书》逐步淘汰了破坏臭氧的物质,例如氯氟烃(CFC)。从2000年左右开始,平流层中这些化学物质的浓度开始下降,臭氧空洞开始恢复。在这项研究中,Banerjee和她的合作者表明,在2000年左右,南半球的环流也停止了向极点的扩张-先前趋势的暂停或略有逆转。

Banerjee说:“这项研究面临的挑战是证明我们的假设,即臭氧的回收实际上是在推动这些大气环流的变化,而这并非偶然。”

为此,研究人员使用了一种称为检测和归因的两步统计技术:检测观察到的风向变化的某些模式是否仅由于自然可变性是不可能的;如果是,则是否可以将变化归因于人为因素因素,例如消耗臭氧层的化学物质和CO2的排放。

使用计算机模拟,研究人员首先确定观察到的循环趋势停顿不能仅凭风的自然变化来解释。接下来,他们分别隔离了臭氧和温室气体的影响。

他们表明,尽管二氧化碳排放量的不断增加使近地表循环(包括射流)继续向两极扩展,但只有臭氧的变化才能解释循环趋势的停顿。在2000年之前,臭氧消耗和CO2含量上升都推动了近地表环流的发展。自2000年以来,CO2继续推动这种循环向前发展,从而平衡了臭氧回收的不利影响。

加拿大环境与气候变化科学家,科学家之一约翰·费非(John Fyfe)表示:“在现实世界的观测中识别出臭氧驱动的循环趋势停顿,这首次首次证实了科学臭氧界长期以来根据理论所做的预测。”论文的合著者。

随着臭氧开始恢复和二氧化碳水平继续攀升,未来的不确定性越来越大,包括那些受喷射流影响的南半球地区和干旱地区边缘的地区。

班纳吉说:“我们称此为'暂停'是因为极度循环的趋势可能恢复,保持平稳或逆转。” “决定恢复未来趋势的是臭氧恢复与温室气体上升的对立影响之间的拉锯战。”

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