据美国科学日报报道,近期,美国哥伦比亚大学研究人员发现随着臭氧洞的关闭和恢复,可能对南半球气候产生显著影响,并逐渐改变全球气候。据悉,臭氧洞修复计划预计将于21世纪后半期实现。目前该项研究发表在6月13日出版的《科学》杂志上。
地球的臭氧层位于低同温层,仅在对流层之上,它的作用可以吸收太阳释放的有害紫外线。在上世纪末,随着包括氯氟代烃的家用或商业生产形成的浮质普遍增多,从而导致臭氧层显著快速损耗。依据1996年由191个国家共同签署的《蒙特利尔议定书》,逐渐停止全球范围内制造氯氟代烃。
近年来,科学家观测显示臭氧层的损耗已大范围地停止,预计臭氧洞能够完全恢复。然而,在这项最新研究中,随着臭氧洞的恢复关闭,南半球气候非但未发生好转,反而会更加不容乐观。在此之前,科学家们都认为《蒙特利尔议定书》非常切实可行,这是当前最成功的国际性协作协议之一。
哥伦比亚大学福基金会设立工程应用学院博士后科学研究员孙锡佑负责此项研究,他说,“我们的研究结果表明同温层臭氧对于南半球气候变化非常重要,今后政府间气候变化专门委员会做出决定时应当更加谨慎考虑。”由10位科学家组成的研究小组对比了两组气候模型的数据结果,第一个气候模型采用了2007年发表的IPCC第四次评估综合报告,第二个气候模型采用了2006年世界气象组织发布的臭氧损耗科学评估报告。气候模型预测在本世纪后半期随着南极臭氧洞的完全恢复,地面风流及地球气候将发生显著影响,其中包括:地球表面温度、暴风雨位置、干燥地区范围、海洋冰层数量以及海洋循环均不同程度地发生变化。
在过去几十年里,随着温室气体的增加和臭氧减少,南半球的对流层风逐渐加速接近地球的极地,对流层风对地球气候的影响较大。IPCC气候模型预测这种气候效应仍将持续,尽管目前对流层风速已减缓。与之相比,化学气气候模型预测结果表明,作为IPCC模型所主要忽视的因素,随着臭氧的逐渐恢复,虽然南半球对流层风在高纬度实际减速,但却转移至赤道附近,潜在地对南半球气候产生直接的颠覆效应。
哥伦比亚大学福基金会设立工程应用学院应用物理学和应用数学教授洛伦佐·波尔瓦尼说,“我们认为随着臭氧洞的恢复和关闭,预计在未来50年里,全球气候将发生显著变化。其原因是同温层臭氧并不是气候改变的主要因素。”
波尔瓦尼和孙锡佑声称,目前需要进行更多的研究以确认该研究结果的有效性,以完全理解臭氧层的完全恢复对地球气候变化的影响。对于臭氧洞的恢复、温室气体增加、海洋循环等因素产生的交互作用需要深入分析研究,进而更好地理解未来地球气候将如何变化。