全球变暖与地球保护伞的危机
地球大气平流层中稀薄的臭氧层，犹如一道“地球保护伞”，能够吸收太阳高能紫外线辐射，保护地球上的生命免受辐射伤害。最新的研究发现，全球变暖正在对北极上空的这层珍贵“保护伞”造成。
时间回到2020年3月，NASA的研究人员发现，当时北极上方的臭氧水平创下了历史新低，仅有多布森单位（Dobson units, DU）的205左右。通常情况下，北极上空臭氧的最低水平在3月应保持在约240DU左右。
DU是用来衡量大气中臭氧柱状密度的单位，它以英国物理学家和气象学家戈登·多布森的名字命名。在标准温度和标准压力下，1DU相当于0.01毫米厚纯臭氧层所含的臭氧数量。
为何在2020年3月北极上空的臭氧水平会如此之低呢？这主要归因于前一年的年末至次年初期间，高层大气的波动异常微弱。在正常情况下，这些大气波动会为北极补充其他地区平流层的臭氧，并为极地带来温暖，减少臭氧层的氯和溴的释放。而这次的大气波动减弱导致无法有效补充北极上空的臭氧。
科学家们对此感到困惑：为何高层大气的波动会突然变弱？NASA戈达德太空飞行中心的地球科学首席科学家Paul Newman表示：“我们尚不清楚导致今年波动减弱的原因。”
最近的一项研究或许为我们揭示了答案。该研究发表在《自然·通讯》上，指出气候变化正在改变北极的大气条件，加剧了北极臭氧层的季节性损耗。如果温室气体的排放持续高速发展，这种季节性损耗将进一步恶化。
研究人员搜集了北极过去半个世纪的气象数据后发现，极地平流层云的变化也在其中起到了重要角色。当地气象模型中的本地最大值（PFPLM）过去五十年内呈现出显著上升趋势。而这种云的增多也在加速了臭氧层的消耗。
这一切背后的主要推手是大气中越来越多的温室气体和温室效应加剧导致的北极极地涡旋不断加强。气候系统的改变导致辐射驱动力增加，使得北极上空的平流层变得更加寒冷。北太平洋海面温度的变化也影响了大气波动，进一步增强了北极涡旋的强度。
另一个不可忽视的因素是人类活动排放的甲烷气体。甲烷在平流层氧化后形成的水蒸气使得平流层变得更加湿润，从而促进了氯的活化和极地平流层云的形成。
根据模型研究的结果，如果当前的温室气体排放水平维持不变，未来北极上空的臭氧层状况将更加严峻。预计到本世纪末，季节性臭氧损失将达到70-100DU。
为了应对这一危机，《蒙特利尔议定书》自1989年起生效，要求各国逐步淘汰对臭氧层造成的物质的生产。尽管此协议被公认为历来最成功的多边环境协定之一，但气候变化正威胁着这一努力，并可能使臭氧层面临新的危机。
科学家和环保人士正面临着严峻的挑战：在人类社会努力恢复臭氧层的气候变化却在为臭氧层的物质提供便利条件。尽管这些物质的总量在逐步减少，但由于气候的变化，北极臭氧层的损耗却仍在增加。
参考资料
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