气候变化威胁北极：臭氧层急剧丧失即将到来！

气候变化威胁北极：臭氧层急剧丧失即将到来！

气候变化对北极的影响令人震惊。近几十年来，这个敏感地区的气温上升速度比全球平均水平快四倍左右。这对臭氧层和区域气候产生严重后果。来自歌德大学和卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT) 的专家协调 ASCCI（北极春季化学-气候调查）活动的研究飞行，以调查北极臭氧、水蒸气和气候变化之间的相互作用。测量集中在春季，其特点是平流层臭氧消耗，特别是在海拔 5 至 15 公里之间。

Björn-Martin Sinnhuber 教授和 Andreas Engel 教授领导了这项活动。目前北极冬季的特点是平流层明显寒冷，这可能会导致臭氧严重消耗。尽管氯氟烃（CFC）等消耗臭氧层物质的浓度正在下降，但这些物质的降解是一个漫长的过程，尚未完全完成。测量记录了消耗臭氧层的有害化学物质的存在，该研究还深入了解了作为短期温室气体的空气污染物向北极的输送。

北极的臭氧损失

在过去的二十年里，平流层低层的臭氧水平在冬末和春季急剧下降。与氯和溴自由基的化学反应是造成臭氧损失的主要原因。虽然南极洲的臭氧消耗被证明极其严重——20世纪90年代那里的臭氧水平比1970-1982年的平均水平低约100多布森单位(DU)——但北极地区的平均臭氧水平损失了约50 DU。与高出 100 DU 的初始值相比，损失是显着的，但北极没有臭氧空洞，因此在某些高度上臭氧没有明显消耗。

南极和北极臭氧破坏的差异主要是由于气候条件不同造成的。虽然南极洲的特点是其接近圆形的形状和强烈的隔离性，但北极不规则的陆海分布和更强的大气动力确保了更温暖、富含臭氧的空气交换更频繁。这种情况还会导致北极极地涡旋的不稳定以及极地平流层云（PSC）的罕见但更剧烈的出现。

长期预测和风险

研究表明，气候变化和相关变化可能进一步对北极的臭氧水平产生负面影响。其严重后果的一个例子是2020年春季“马赛克”探险期间记录的破纪录的臭氧损失。在此期间，臭氧最大值时约95%的臭氧被破坏，臭氧层厚度减少了一半以上。阿尔弗雷德·韦格纳研究所 (AWI) 的马库斯·雷克斯教授解释说，气候变化直接导致了臭氧的大量损失。预测显示，如果全球排放继续不受控制，这种趋势可能会持续到 21 世纪末。

其影响意义重大，特别是对于欧洲、北美和亚洲，这些地区紫外线辐射的增加可能会增加皮肤癌和晒伤的风险。尽管 1987 年《蒙特利尔议定书》帮助减少了氟氯化碳等消耗臭氧层物质，但在应对臭氧消耗方面取得进展仍然至关重要。卤化气体会导致全球变暖，同时也会导致平流层高层空气层变冷，从而产生矛盾的效应。

在北极，驻扎在瑞典基律纳的 HALO 研究飞机将一直运行到四月份，以了解卤化气体对臭氧层的影响。这项联合倡议得到了多个机构的支持，包括于利希研究中心和德国航空航天中心 (DLR)。这项研究的结果对于制定适当的方法来减轻北极的臭氧消耗并评估人类活动对环境的长期影响至关重要。自 2000 年以来，极地涡旋中的 CFC 浓度已降至最高值的 90%，这带来了一线希望：如果排放量大幅减少，从长远来看，情况可能会得到改善。