尽管南极臭氧空洞愈合,低纬度地区的臭氧仍未恢复。
北极的臭氧层正在恢复,但部分大气层的意外减少可能阻碍了低纬度地区的恢复。
来源:美国国家航空航天局
保护我们免受有害紫外线辐射的臭氧层正在两极逐渐恢复,但大气中部分的意外减少可能阻碍了低纬度地区的恢复。
自20世纪70年代以来,由于某些人造化学物质,全球臭氧一直在减少。由于这些是被禁止的,这一层的部分已经恢复,特别是在两极。
然而,发表在欧洲地球科学联盟期刊《大气化学与物理》上的新研究结果发现,在人口较多的纬度地区,臭氧层的底部没有恢复。原因目前还不清楚。
臭氧是在平流层中形成的一种物质——大气层中大约10到50公里的高度,在我们居住的对流层之上。它产于热带地区,分布在全球各地。
产生的臭氧层大部分位于平流层下部。臭氧层吸收了来自太阳的大部分紫外线,如果它到达地球表面,就会对植物、动物和人类的DNA造成损害。
在20世纪70年代,人们认识到一种叫做氯氟烃的化学物质,用于制冷和气溶胶,在平流层破坏臭氧层。这种影响在南极地区最为严重,那里形成了臭氧层空洞。
1987年,达成了《蒙特利尔议定书》,这导致了氯氟烃的逐步淘汰,并且最近出现了南极臭氧层恢复的初步迹象。低纬度地区的上平流层也显示出明显的复苏迹象,证明《蒙特利尔议定书》运行良好。
然而,尽管取得了这样的成功,科学家们今天却发现,平流层臭氧在60岁至60岁之间的低纬度地区很可能不会恢复。N和60 ?S(伦敦为51?N),由于平流层下部臭氧的意外减少。
主任教授研究的共同作者乔安娜·黑格格兰瑟姆气候变化与环境研究所的伦敦大学帝国理工学院说:“自1980年代以来全球臭氧已经严重下降,但当氟利昂的禁止是导致复苏在两极,似乎没有一样低纬度地区。
“低纬度地区的潜在危害实际上可能比两极地区更严重。”臭氧的减少比我们在蒙特利尔议定书颁布之前看到的要少,但是在这些地区紫外线辐射更强烈,而且更多的人住在那里。
这种下降的原因还不确定,尽管作者提出了一些可能性。一是气候变化正在改变大气环流模式,导致更多的臭氧从热带地区带走。
另一种可能性是非常短命的物质(VSLSs),它含有氯和溴,可以破坏平流层下部的臭氧。VSLSs包括用作溶剂、涂漆剂和脱脂剂的化学品。其中一种甚至用于生产一种对氯氟烃的臭氧友好型替代品。
来自苏黎世ETH和PMOD/WRC的William Ball博士领导了这项分析,他说:“低纬度臭氧的减少是令人惊讶的,因为我们目前最好的大气环流模型并不能预测这种影响。”在这些模型中,非常短命的物质可能是缺失的因素。
人们认为,非常短的物质在大气中不会持续足够长的时间到达平流层的高度并影响臭氧,但是可能需要更多的研究。
为了进行分析,该团队开发了新的算法,将多个国际团队的努力结合起来,这些团队自1985年以来一直致力于连接不同卫星任务的数据,并创建了一个健壮的长时间序列。
鲍尔博士说:“这项研究是国际社会共同努力监测和了解臭氧层变化的一个例子;许多人和组织准备了基础数据,没有这些数据,分析就不可能实现。
虽然个别数据集之前曾暗示过下降,但先进的合并技术和时间序列分析的应用揭示了较低海拔和纬度的平流层臭氧减少的长期趋势。
研究人员说,现在的重点应该是获得更精确的臭氧下降数据,并确定最可能的原因,例如在平流层中寻找VSLSs的存在。
纽约Flatiron研究所的Justin Alsing博士在开发和实施用于结合数据的统计技术方面发挥了重要作用,他说:“这项研究之所以可行,是因为大量的跨学科合作。”我的领域通常是宇宙学,但是我们所开发的技术可以用于任何研究复杂数据集的科学。
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