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破壞臭氧層和氣候變化形成反饋回路

破壞臭氧層和氣候變化形成反饋回路

新的報告發現,臭氧驅動的氣候變化影響了整個生態系統

穿透受損臭氧層的太陽異塵餘生增加,正與氣候變化相互作用,其後果正波及地球的自然系統,影響著從氣象到健康,以及海豹和企鵝等海洋哺乳動物的數量等方方面面。“我們看到的是,臭氧變化轉變溫度和降水模式在南半球,這就是改變海洋中的藻類在哪裡,這是改變魚在哪裡,海象和海豹在哪裡,所以我們看到很多食物網的變化,”倫斯勒理工學院研究員凱文。

1987年的蒙特利爾議定書損耗臭氧層的物質——第一個多邊環境協議批準所有聯合國成員國——旨在保護地球的主要過濾太陽紫外異塵餘生的逐步淘汰有害的人造物質的生產,比如氯氟烴類製冷劑。該條約在很大程度上被認為是成功的,預計到21世紀中葉,全球平均臭氧總量將恢復到1980年前的水準。然而,今年早些時候,研究人員報告說,他們檢測到從東亞排放的消耗臭氧層物質的新排放,這些物質可能威脅到臭氧層的恢復。

儘管臭氧損耗長期以來一直被認為會增加地球表面的有害紫外線異塵餘生,但它對氣候的影響直到最近才變得明顯。報告指出,在南半球,南極洲上空的臭氧層出現了一個洞,將南極濤動(環繞南半球的風帶的南北向移動)推向了大約一千年來最南的位置。南極振蕩的運動反過來又直接導致了南半球的氣候變化。隨著氣候區向南移動,南半球大片地區的降雨模式、海洋表面溫度和洋流也發生了變化,對陸地和水生生態系統產生了影響。這種影響在澳大利亞、紐西蘭、南極洲、南美洲、非洲和南大洋都可以看到。例如,在海洋中,一些地區變得更冷、生產力更高,而另一些地區則變得更暖、生產力更低。

海洋變暖與塔斯馬尼亞海帶床和巴西珊瑚礁的減少以及依賴它們的生態系統有關。涼爽的海水使一些企鵝、海鳥和海豹受益,它們從大量的磷蝦和魚類中獲益。一項研究報告稱,在某些地區,雌性信天翁的體重可能增加了一公斤,因為與臭氧耗竭有關的更涼爽的水域生產力更高。

羅斯還指出,報告中描述的氣候和紫外線異塵餘生之間存在微妙的反饋循環。例如,二氧化碳濃度越高,海洋的酸性就越強,這會降低鈣化殼的厚度,使貝類更容易受到紫外線異塵餘生。他說,即使是人類,在更溫暖的環境中也可能穿更輕的衣服,這使得他們更容易受到紫外線的傷害。報告發現,氣候變化也可能影響臭氧層,以及臭氧層恢復的速度。“溫室氣體排放會在低層大氣中捕獲更多的熱量,從而導致上層大氣的冷卻。上層大氣中較低的溫度正在減緩臭氧層的恢復。

作為支持《蒙特利爾議定書》的三個科學小組之一,環境影響評估小組特別關注紫外線異塵餘生、氣候變化和臭氧損耗的影響。39名研究人員參與了這篇題為“臭氧損耗、紫外線異塵餘生、氣候變化和可持續未來的前景”的文章。羅斯是一位水生生態學家,在水生生態系統工作組工作,該工作組是該小組的七個工作組之一。

倫斯勒理學院院長柯特•布倫曼表示:“這一國際合作聚焦於一個具有全球意義的緊迫問題,體現了倫斯勒新理工學院的研究願景。”

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