研究发现大规模野火会对平流层的臭氧层产生重大影响

来自中国、德国和美国的科学家揭示了大规模野火事件与臭氧层化学之间意想不到的联系，凸显了地球大气层的脆弱平衡。这项研究今天（7 月 12 日）发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上，揭示了野火（如 2019/20 年澳大利亚的灾难性丛林大火）如何以以前从未见过的方式影响平流层。

臭氧层是保护地球上的生命免受有害紫外线（UV）辐射的重要屏障，得益于《蒙特利尔议定书》，臭氧层已经走上了恢复之路。1987 年通过的这项具有里程碑意义的国际条约成功地淘汰了造成臭氧层消耗的多种物质的生产。在过去的几十年里，臭氧层出现了明显的愈合迹象，这是全球合作和环保政策的见证。

然而，这一重要大气层的稳定性现在正面临着一个意想不到的新挑战。在 2019/20 年度澳大利亚野火期间，研究人员观察到平流层气溶胶急剧增加，这些微小颗粒会影响气候、健康和大气化学。

利用先进的卫星数据和数值模型，研究小组成功地展示了野火通过一种新现象产生的影响：烟雾漩涡（SCV）。

该研究的通讯作者之一、中国科学院大气物理研究所的苏杭教授解释说："SCV是一个强大的、充满烟雾的漩涡，它将野火排放物输送到平流层，高度可达35公里。这一过程导致南半球中间平流层的气溶胶负荷至少增加了一倍。这些气溶胶一旦到达如此高的高度，就会引发一系列影响臭氧浓度的异质反应"。

国际研究小组发现，这些由野火引发的气溶胶促进了异质化学反应，从而在不同的大气层中同时导致臭氧消耗和臭氧增加。

虽然低平流层的臭氧损失严重，但他们发现高空（即中平流层）气溶胶的化学反应增强导致臭氧增加。在南中纬度地区，这种复杂的相互作用成功地缓冲了特大山火事件后几个月在低平流层观测到的约 40%（最多 70%）的臭氧消耗。

"我们的研究展示了一种意想不到的关键机制，即野火烟雾中的吸附性气溶胶（如黑碳）可以诱发并维持数千公里的巨大烟雾漩涡。这些漩涡可以持续数月，将气溶胶带入平流层深处，并以不同的方式影响不同高度的臭氧层。 "马普化学研究所的另一位通讯作者程亚芳教授说："这突出表明，随着气候变化的加剧，我们需要继续保持警惕和开展研究。"

臭氧层过滤紫外线辐射的作用对于保护地球上的所有生命形式至关重要。《蒙特利尔议定书》在减少臭氧消耗物质方面取得的成功是一项不朽的成就，但新的研究结果突出表明，气候变化加剧的自然事件对这一脆弱的臭氧层构成了额外的风险。随着全球变暖导致野火发生的频率和强度不断增加，SCV 的形成及其对平流层的影响可能会变得更加普遍，从而威胁到臭氧层的微妙平衡。

随着我们继续努力应对气候变化，了解这些新发现的大气过程至关重要。这项研究为研究野火和其他气候驱动事件在未来如何影响平流层化学和臭氧动态开辟了新途径。

编译自/ScitechDaily